Содержание
Введение
1 Сущность процесса прокатки
2 Устройство и классификация прокатных станов
2.1 Классификация станов по типу рабочих клетей
2.2 Классификация станов по назначению
3 Основы технологии прокатного производства
4 Технология производства отдельных видов проката
Заключение
Литература
Введение
Производство металла имеет большое значение для развития народного хозяйства и роста благосостояния людей. От успешного развития металлургии в значительной мере зависит обеспечение металлом машиностроения, машиностроительства, транспорта, сельского хозяйства и других областей народного хозяйства. Технологический процесс получения готового проката является завершающей стадией металлургического производства. Через прокатные цеха проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах, поэтому наряду с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Особенностью развития прокатного производства является переход к непрерывным процессам прокатки. Это позволяет существенно увеличить производительность прокатных станов и качество их продукции. Обеспечение непрерывной схемы прокатки требует существенного повышения уровня автоматизации технологических процессов и обеспечения оптимальности управления.
Управление технологическим процессом, проблема выбора оптимальной технологии связаны с выбором критерия оценки качества. Задачу выбора таких критериев можно определить как задачу определения качества технологическогопроцесса.
Актуальность темы реферата состоит в том, что с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Таким образом, процесс прокатки является.
Целью данной работы является изучение и обобщение теоретической литературы по данной теме.
Сущность процесса прокатки
Прокатный стан - это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению.
Прокатка металла осуществляется при прохождении его между валками, вращающимися в разных направлениях (рис. 21.1). При прокатке металл обжимается, в результате чего толщина полосы уменьшается, а ее длина и ширина увеличиваются. Разность между исходной h0. и конечной h1, толщинами полосы называют абсолютным обжатием:
∆h= h0 - h1
Разность между конечной b1 и исходной b0 ширинами полосы называют абсолютным уширением
∆b = bt— b0.
Величину деформации полосы при прокатке характеризуют следующие показатели (коэффициенты):
относительное обжатие — отношение абсолютного обжатия к исходной толщине полосы;
ε = ∆h/h0, или ε = (∆h/h0)100 %;
коэффициент обжатия — отношение исходной толщины к конечной
ε = h0 / h1
коэффициент вытяжки — отношение длины полосы после прокатки l1 к исходной длине l0:
μ = l1 / l0
Поскольку объем металла в процессе прокатки не изменяется, то
h0b0l0 = h1b1l1, отсюда
μ = l1 / l0 = h0b0/ h1 bt = F0 / F1
Таким образом, длина полосы при прокатке увеличивается пропорционально уменьшению ее поперечного сечения. Коэффициенты обжатия, вытяжки и уширения характеризуют высотную, продольную и поперечную деформацию металла.
Металл соприкасается с каждым из валков по дуге АВ (рис. 1.), которую называют дугой захвата. Угол а, соответствующий этой дуге, называют углом захвата.
Рис.1. Схема прокатки металла
Объем металла, ограниченный дугами захвата АВ, боковыми гранями полосы и плоскостями входа АА металла в валки и выхода ВВ металла из них, называют очагом деформации металла. Длина этого очага
l= √R∆h
Угол захвата определяют по формуле
h0 -- h1 ∆h
Рис. 21.2. Очаг деформации и угол захвата при прокатке
Эта формула выражает зависимость между углом захвата а, обжатием Ah и диаметром валков D.
Процесс прокатки металла обеспечивается трением, возникающим по контактным поверхностям валков с прокатываемой полосой. В момент захвата со стороны каждого валка на металл действуют две силы (рис. 21.3): нормальная (радиальная) сила N и касательная (тангенциальная) сила Т. Из механики известно, что при относительном движении двух тел сила трения равна нормальной силе, умноженной на коэффициент трения
T = Nf.
Отношение силы трения к нормальной силе равно тангенсу угла трения β
T/N=tg β =f
Для осуществления захвата металла валками необходимо, чтобы соблюдалось условие: f>tga, tg β >tga, β >a.
Максимально допустимый угол захвата при прокатке зависит от материала валков и прокатываемой полосы, состояния их поверхности, температуры и скорости прокатки. Обычно при прокатке блюмов и крупных заготовок максимальный угол захвата составляет 24.. .32°, при горячей прокатке листов и полос— 15. ..20°, при холодной прокатке листов и лент со смазкой—2. ..10°.
При расчете на прочность валков и других деталей рабочей клети прокатного стана и при определении мощности двигателя стана необходимо знать усилие прокатки, которое определяют по формуле
P=pcPF,
Где pcP — среднее давление прокатки; F — горизонтальная проекция контактной площади металла с валком.
При прокатке простых профилей (листов, полос и заготовок прямоугольного и квадратного сечений) контактная площадь определяется произведением средней ширины полосы в очаге деформации на длину очага деформации. При прокатке сложных профилей (уголков, швеллеров, балок, рельсов и т. п.) контактную площадь определяют графически или по приближенным формулам. Среднее давление прокатки рассчитывают по формулам или находят опытным путем.
Рис. 21.6. Прокатный валок и его элементы
Для прокатных станов применяют двигатели постоянно или переменного тока (асинхронные и синхронные). Так как частота вращения быстроходных двигателей обычно не соответствует частоте вращения валков в прокатных клетях, между двигателями и клетями устанавливают редукторы. В прокатим клетях вращающий момент двигателя необходимо распредели между несколькими валками. Для этого применяют шестеренные клети. Крутящий момент от двигателя к валкам передается при помощи шпинделей и муфт.
Рис. 22.1. Профили сортовой стали
1 — квадратный; 2 — круглый; 3 — шестигранный; 4 — полосовой; 5—автообод; 6 — угловой (а — равнобокий, б — нерав-нобокий); 7 — рельс железнодорожный; 8 — рельс трамвайный; 9 — балочный; 10 — швеллерный; 11 — опорная планка направляющего колеса трактора; 12 — зетовый профиль; 13 — шпунт
Схема технологического процесса производства сортового проката из слитков приведена следующая:1 -слиток (1 слитки), 2-нагрев слитков в нагревательных колодцах, 3-прокатка на блюминге, 4- зачистка поверхностных дефектов на машине огневой зачистки, 5-раскрой раската на ножницах на блюмы., 6-прокатка на непрерывном заготовочном стане, 7-раскрой раската на заготовки, 8-охлаждение на холодильнике,9- зачистка поверхностных дефектов (2-9 - получение полупродукта), 10-нагрев заготовок в методической печи, 11-прокатка на сортовом стане, 12-раскрой проката на заданные длины, 13-охлаждение проката (10-13 –получение готового сортового проката), 14-термическая обработка проката, 15 –правка, 116-зачистка поверхностных дефектов, 17-упаковка, маркировка, взвешивание, отгрузка готовой продукции (14-17—отделка проката) .
При подготовке исходного металла к прокатке с него удаляют различные поверхностные дефекты, что увеличивает выход готового проката. Эта операция особенно необходима при прокатке качественной углеродистой и легированной стали. При прокатке контролируют начальную и конечную температуру, заданный режим обжатия. Для контроля за состоянием
перекатываемого металла, называют вытяжными. К вытяжным калибрам относят прямоугольные (ящичные), ромбические, квадратные, овальные и др.
Для постепенного приближения поперечного сечения прокатываемой заготовки к готовому профилю применяют подготовительные или предчистовые калибры. Форма чистового калибра точно соответствует форме готового проката, но размеры калибра приняты с учетом коэффициента температурного расширения металла и минусового допуска.
Важнейшая задача калибровки — расчет режима обжатий при прокатке. Устанавливая режим обжатия, учитывают пластичность металла и его сопротивление деформации, допустимый угол захвата, прочность валков и деталей стана, мощность двигателя, величину уширения.
Заключение
Итак изучив теоретическую литературу по данной теме, можно сделать следующие выводы:
Прокатный стан - это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению.
Стан дуо имеет два валка, которые вращаются либо в одном направлении (нереверсивные станы), либо в разных направлениях (реверсивные станы). Последнее позволяет пропускать обрабатываемый материал в обе стороны.
Стан кватро имеет два рабочих и два опорных валка, расположенных один над другим. Приводными являются рабочие валки.
Много валковые станы: двенадцативалковые и двадцативалковые имеют также только два рабочих валка, а все остальные являются опорными. Валки приводятся через промежуточные опорные валки. Такие конструкции станов позволяют применять рабочие валки малого диаметра, благодаря чему увеличивается вытяжка и снижается давление металла на валки.
Универсальные станы, кроме горизонтальных валков, имеют также и вертикальные, расположенные с одной и обеих сторон горизонтальных валков.
По расположению рабочих клетей станы могут быть одноклетьевыми и многоклетьевыми с линейным и последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий; в каждой линии все валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последнее является существенным недостатком этих станов, так как препятствует значительному увеличению скорости прокатки по мере увеличения длины прикатываемой полосы. Поэтому в некоторых случаях для повышения производительности станов клети располагают в несколько линий с разной скоростью прокатки.
Производительность прокатки можно повысить последовательным расположением клетей в непрерывных станах. Привод рабочих клетей непрерывных станов может быть группой, когда несколько клетей приводятся в движение от одного двигателя, или индивидуальным, когда каждая клеть имеет свой двигатель. В обоих случаях окружная скорость каждой последующей пары валков должна быть больше скорости предыдущей на строго определенную величину. На непрерывных станах можно прокатывать полосу с натяжением, что позволяет увеличить обжатия. Внедрение непрерывности всего процесса прокатки - одно из основных направлений технического прогресса в прокатном производстве.
Прокатные станы по назначению подразделяются на станы для производства полупродукта и станы для выпуска готового проката. К первым станам относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) для прокатки слитков в продукт крупного сечения для последующей прокатки на сортовой или листовой металл и заготовочные для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов или слитков небольшой массы.
Станы для выпуска готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные. Сортовые, листопрокатные, трубопрокатные и станы для специальных видов проката. Размер блюмингов. Слябингов, заготовочных, рельсобалочных и сортовых станов обуславливается диаметром бочки валков; размер листовых станов - длиной бочки, а размер трубопрокатных станов - наружным диаметром прокатываемых труб.
Литература
1. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.:²Машиностроение², 1990
1. Геллер Ю.А. Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. М.: Металлургия, 1984г.
2. Бернштейн М.Л.. Металловедение и термическая обработка стали.М.: Металлургия, 1983
3.Богодухова С.И., Бондаренко В.А. Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996
4.Жадан В.Т., Полухин П.И. Материаловедение и технология материалов. М.: Металлургия, 1994
5. Лахтин Ю.М, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
Содержание
Введение
1 Сущность процесса прокатки
2 Устройство и классификация прокатных станов
2.1 Классификация станов по типу рабочих клетей
2.2 Классификация станов по назначению
3 Основы технологии прокатного производства
4 Технология производства отдельных видов проката
Заключение
Литература
Введение
Производство металла имеет большое значение для развития народного хозяйства и роста благосостояния людей. От успешного развития металлургии в значительной мере зависит обеспечение металлом машиностроения, машиностроительства, транспорта, сельского хозяйства и других областей народного хозяйства. Технологический процесс получения готового проката является завершающей стадией металлургического производства. Через прокатные цеха проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах, поэтому наряду с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Особенностью развития прокатного производства является переход к непрерывным процессам прокатки. Это позволяет существенно увеличить производительность прокатных станов и качество их продукции. Обеспечение непрерывной схемы прокатки требует существенного повышения уровня автоматизации технологических процессов и обеспечения оптимальности управления.
Управление технологическим процессом, проблема выбора оптимальной технологии связаны с выбором критерия оценки качества. Задачу выбора таких критериев можно определить как задачу определения качества технологическогопроцесса.
Актуальность темы реферата состоит в том, что с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Таким образом, процесс прокатки является.
Целью данной работы является изучение и обобщение теоретической литературы по данной теме.
Сущность процесса прокатки
Прокатный стан - это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению.
Прокатка металла осуществляется при прохождении его между валками, вращающимися в разных направлениях (рис. 21.1). При прокатке металл обжимается, в результате чего толщина полосы уменьшается, а ее длина и ширина увеличиваются. Разность между исходной h0. и конечной h1, толщинами полосы называют абсолютным обжатием:
∆h= h0 - h1
Разность между конечной b1 и исходной b0 ширинами полосы называют абсолютным уширением
∆b = bt— b0.
Величину деформации полосы при прокатке характеризуют следующие показатели (коэффициенты):
относительное обжатие — отношение абсолютного обжатия к исходной толщине полосы;
ε = ∆h/h0, или ε = (∆h/h0)100 %;
коэффициент обжатия — отношение исходной толщины к конечной
ε = h0 / h1
коэффициент вытяжки — отношение длины полосы после прокатки l1 к исходной длине l0:
μ = l1 / l0
Поскольку объем металла в процессе прокатки не изменяется, то
h0b0l0 = h1b1l1, отсюда
μ = l1 / l0 = h0b0/ h1 bt = F0 / F1
Таким образом, длина полосы при прокатке увеличивается пропорционально уменьшению ее поперечного сечения. Коэффициенты обжатия, вытяжки и уширения характеризуют высотную, продольную и поперечную деформацию металла.
Металл соприкасается с каждым из валков по дуге АВ (рис. 1.), которую называют дугой захвата. Угол а, соответствующий этой дуге, называют углом захвата.
Рис.1. Схема прокатки металла
Объем металла, ограниченный дугами захвата АВ, боковыми гранями полосы и плоскостями входа АА металла в валки и выхода ВВ металла из них, называют очагом деформации металла. Длина этого очага
l= √R∆h
Угол захвата определяют по формуле
h0 -- h1 ∆h
Рис. 21.2. Очаг деформации и угол захвата при прокатке
Эта формула выражает зависимость между углом захвата а, обжатием Ah и диаметром валков D.
Процесс прокатки металла обеспечивается трением, возникающим по контактным поверхностям валков с прокатываемой полосой. В момент захвата со стороны каждого валка на металл действуют две силы (рис. 21.3): нормальная (радиальная) сила N и касательная (тангенциальная) сила Т. Из механики известно, что при относительном движении двух тел сила трения равна нормальной силе, умноженной на коэффициент трения
T = Nf.
Отношение силы трения к нормальной силе равно тангенсу угла трения β
T/N=tg β =f
Для осуществления захвата металла валками необходимо, чтобы соблюдалось условие: f>tga, tg β >tga, β >a.
Максимально допустимый угол захвата при прокатке зависит от материала валков и прокатываемой полосы, состояния их поверхности, температуры и скорости прокатки. Обычно при прокатке блюмов и крупных заготовок максимальный угол захвата составляет 24.. .32°, при горячей прокатке листов и полос— 15. ..20°, при холодной прокатке листов и лент со смазкой—2. ..10°.
При расчете на прочность валков и других деталей рабочей клети прокатного стана и при определении мощности двигателя стана необходимо знать усилие прокатки, которое определяют по формуле
P=pcPF,
Где pcP — среднее давление прокатки; F — горизонтальная проекция контактной площади металла с валком.
При прокатке простых профилей (листов, полос и заготовок прямоугольного и квадратного сечений) контактная площадь определяется произведением средней ширины полосы в очаге деформации на длину очага деформации. При прокатке сложных профилей (уголков, швеллеров, балок, рельсов и т. п.) контактную площадь определяют графически или по приближенным формулам. Среднее давление прокатки рассчитывают по формулам или находят опытным путем.
Устройство и классификация прокатных станов
Главная линия прокатного стана состоит из следующих основных узлов: рабочей клети 1, шпинделей 2, шестеренной клети 3, коренной муфты 4, редуктора 5, моторной стеренной клети 3, коренной муфты 4, редуктора 5, моторной муфты 6, электродвигателя 7. В рабочей клети осуществляется прокатка металла. Она состоит (рис.21.5) из двух станин 1, предназначенных для установки в них валков 2 и для восприятия усилия прокатки, передаваемого через опоры шеек. Станины в верхней части соединяются траверсой 3. Прокатные валки 2 укреплены в подушках с подшипниками качения 5. Механизм 4 для установки верхнего валка расположен в верхней части станин.
Прокатные валки обжимают металл и придают ему требуемую форму. Прокатный валок (рис. 21.6) состоит из бочки 3 (гладкой или с ручьями 4), шеек 2, расположенных с обеих сторон бочки и опирающихся на подшипник валка, трефов 1, предназначенных для соединения валка со шпинделем. Валки изготовляют из чугуна и стали. Мягкие чугунные валки применяют при черновой горячей прокатке стали. На блюмингах, слябингах, обжимных клетях сортовых станов и на станах холодной прокатки листов применяют литые или кованые стальные валки. Кованые валки несколько прочнее литых, но дороже в 1,5. ..2 раза, поэтому их применяют реже. Для листовых станов применяют валки из легированной стали (хромоникелевой и хромомолибденовой).
Рис. 21.6. Прокатный валок и его элементы
Для прокатных станов применяют двигатели постоянно или переменного тока (асинхронные и синхронные). Так как частота вращения быстроходных двигателей обычно не соответствует частоте вращения валков в прокатных клетях, между двигателями и клетями устанавливают редукторы. В прокатим клетях вращающий момент двигателя необходимо распредели между несколькими валками. Для этого применяют шестеренные клети. Крутящий момент от двигателя к валкам передается при помощи шпинделей и муфт.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 212.
