Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 043083 из НИТУ МИСиС

1. Перспективы развития колёсопрокатных комплексов

Экономия металла и повышение качества при деформировании на прессо-прокатной линии практически исчерпаны, поэтому основным перспективным направлением является совершенствование марок сталей и применение полой колесной заготовки, полученной методом винтовой прокатки.

Как показали исследования, при осадке наименьшая степень деформации находится в ободе, который контактирует с рельсом, поэтому ставится задача повысить степень деформации в ободе и применять полую заготовку, эта задача решается методом винтовой прошивки исходного слитка или непрерывно-литой заготовки. Этот метод характеризуется высокими тангенциальными деформациями, которые раздробляют литую структуру.

Перспективным является также применение безотходного деления в горячем состоянии.

2. Модуль для производства буровой стали

Модуль для производства буровой стали:

1 - нагревательная печь

2 - траспортировочный рольганг

3 - стан двухвалковый прошивной

4 - боковая выдача гильз

5 - блок клетей продольной прокатки???

6 - летучие ножницы

7 - охладительный стол

8 - правильная машина

Такой модуль прокатывает толстостенные трубы и гильзы ?60 - ?90 мм. Особо следует отметить точность по наружному диаметру ±0,2 мм. По внутреннему диаметру точность до ±0,4 мм. Разностенность ±3% от толщины стенки.

Такие гильзы - трубы используются как заготовки для станов ХПТ

Для станов холодной прокатки труб нужна такая точность.

3. Компоновка оборудования прокатных станов на базе клетей РСП для сталей 1 группы.

1 - нагревательная печь

2 - все клети РСП

3 - клети продольной прокатки для получения квадратного сечения

4 - траспортный рольганг

5 - шлеперные передвижные устройства

6 - охладительный стол

При прокатке исходной круглой заготовки клети формоизменения не применяются.

4. Станы ПВП планетарного типа

Оборудование трубопрокатного комплекса с планетарным станом винтовой прокатки

В процессе развития и совершенствования процесса раскатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки была разработана конструкция редукционного трехвалкового планетарного стана (рис.1). Главный привод вращает барабан с обоймой, в которой на двух подшипниках установлены валы каждого из трех рабочих валков. Планетарный привод через планетарную передачу и промежуточные шестерни вращает валы, на концах которых консольно закреплены конические рабочие валки. Скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов. Барабан, в котором расположены валки под углом 120 град один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы. Планетарные станы имеют недостатки: большую массу вращающихся частей; большое количество зубчатых передач, в том числе конических; консольное крепление валков, что снижает жесткость клети. Все это усложняет эксплуатацию стана, поэтому такие агрегаты в настоящее время не получили широкого распространения в промышленности.

В 80-х годах фирма "Mannesmann" (Германия) разработала новый способ раскатки труб на длинной оправке с использованием трехвалкового планетарного стана (ТПС) с рабочими валками грибовидной формы, располагающимися в специальной вращающейся рабочей клети под углом 120° относительно друг друга. Валки можно через систему передач приводить в движение от отдельного привода. Принципиальная особенность этого способа прокатки - поступательное (осевое) перемещение деформируемого металла при отсутствии вращательного, что достигается в результате сообщения рабочей клети и валкам противоположных по направлению вращательных движений. При этом скорость вращения рабочей клети выбирают равной составляющей скорости, с которой валки, развернутые на заданный угол подачи, стремятся вращать деформируемую заготовку.

Операции технологического процесса производства труб на таком агрегате представлены на рис. 2. Прошитая толстостенная гильза поступает на входную сторону стана ТПС, где в нее вводится длинная оправка таким образом, чтобы она выступала за передний торец на величину равную - 100 мм. Одновременно на поверхность оправки наносится смазка. Затем гильза вместе с оправкой, удерживаемой при помощи специального механизма, с одинаковыми скоростями поступают в очаг деформации.

Рис. 1. Схема редукционного планетарного стана (а) и очаг деформации (6):

I - рабочие валки; 2 - вращающаяся кассета; 3 - неподвижная станина; 4 - привод кассеты; 5 - привод рабочих валков

С момента захвата гильзы валками для обеспечения лучшего качества внутренней поверхности труб оправка принудительно перемещается со скоростью, на 10 % превышающей скорость входа металла в валки. По окончании процесса прокатки задний торец трубы упирается в подъемный вилкообразный упор и оправка извлекается из трубы на входную сторону стана. В дальнейшем оправка последовательно передается в охладительную ванну, на позицию ожидания и, наконец, на позицию ввода ее в гильзу. Как правило, в обороте находится 4-6 поочередно сменяемых оправок.

Рис.12. Схема технологических операций при прокатке труб с использованием планетарного стана:

1- нагревательная печь; 2 - прошивной стан; 3 - полая заготовка - гильза; 4 -планетарный стан; 5 - редукционно-растяжной стан; 6 - оправка; 7 - пила для резки труб; 8 - охладительный стол

Значения коэффициентов вытяжек, достигаемых на ТПС за один проход, составляют 2-8. Длина труб может достигать 25-50 м, а после редукционно-растяжного стана 100 м. Скорость выхода металла из очага деформации стана составляет 0,5-0,8 м/с. На стане принципиально возможна прокатка труб с отношением DQ/S0 = 20. Однако максимально достигнутые в настоящее время скорости выхода металла из очага деформации, равные 0,8 м/с, недостаточны для экономичного изготовления таких труб.

2. Раскатка гильз на станах винтовой прокатки планетарных станах

Раскатка гильз в станах винтовой прокатки осуществляется на длинной оправке в трех валках (станы Ассела) или в двух валках приводными или неприводными направляющими дисками.

Трехвалковые станы винтовой прокатки применяют в составе агрегатов для раскатки толстостенных труб высокой точности: отклонение по наружному диаметру составляет ± 0,5%, а по толщине стенки ±6%.

Трубопрокатные агрегаты с трехвалковыми раскатными станами в основном применяются для изготовления труб из шарикоподшипниковых и других сталей, подвергающихся последующей механической обработке, так как малая их разностенность позволяет значительно снизить припуски на обточку. Достоинством этих установок является также возможность быстрой перестройки станов при переходе на новый размер, для чего не требуются частые перевалки, необходимые на других установках при разнообразном сортаменте труб.

Изменение внутреннего диаметра труб при прокатке на установках с трехвалковым станом осуществляется подбором соответствующего размера оправки без перенастройки стана. Изменение наружного диаметра также не требует перевалки валков и производится регулировкой валков раскатного стана. Перевалки осуществляются лишь при значительном изменении наружного диаметра труб или толщины стенки, а также из-за аварий или большого износа валков. Эти перевалки при надлежащей организации планирования производства можно приурочить ко времени ремонта установки.

Характерным для трехвалковых станов винтовой прокатки является расположение валков соответственно вершинам равностороннего треугольника. Все три валка вращаются в одну сторону, причем они наклонены к оси прокатки, образуя некоторый угол, называемый углом раскатки и соответствующий обычно 7°. Кроме того, каждый валок имеет перекос относительно плоскости симметрии соответствующего проема станины. Угол скрещивания оси валка с осью прокатки называется углом подачи.

Угол раскатки определяет, в известной мере, степень поперечной раскатки трубы и регулируется в небольших пределах. Величиной угла подачи определяется скорость прокатки, а также отчасти и величина раскатки, поэтому угол подачи целесообразно регулировать в пределах 3 - 9°.

Для исключения вращения деформируемого металла при винтовой прокатке применяют планетарные станы - с вращающейся рабочей клетью. Клеть содержит три валка, расположенных друг относительно друга под углом 120 град. Наличие угла подачи обеспечивает поступательное движение металла через вращающуюся клеть.

Угол раскатки и чашевидная форма валков, при которой радиусы гильзы и валков одновременно убывают вдоль очага деформации, создают минимальное скольжение на контакте и скручивание гильзы, а в случае, если оси прокатки и валка и продолжение образующей валка пересекаются в одной точке, скручивание полностью отсутствует. При этом и гильза, и труба имеют только поступательное движение.

Помимо вращения совместно с клетью относительно оси прокатки с угловой скоростью валки должны также приводиться во вращение относительно своих осей с определенной угловой скоростью ?>2 с-1. При установке в клеть неприводных валков (т.е. если их угловые скорости самоустанавливаются) достичь отсутствия вращения металла можно только приложением к нему тормозящего момента Мт, равного крутящему моменту Мкр, затрачиваемому на деформацию.

При прокатке высоколегированных и специальных сталей и сплавов диаметром 28,0-14,0 мм и годовой производительностью до 100,0 тыс. т возможно применение планетарного стана с чистовыми клетями продольной прокатки. Литейно-прокатный комплекс с такой компоновкой прокатного стана был создан по проекту ВНИИМЕТМАШ на заводе "Электросталь" им. Тевосяна (рис. 13)Рис. 13. Клеть планетарного стана: 1 - заготовка, 2 - ролик, 3 - сепаратор горизонтальных валков, 4 - сепаратор вертикальных валков, 5 - ось прокатки

5,8 Компоновка оборудования прокатных станов на базе клетей РСП для

сталей 2 и 3 группы.

Стали 2ой группы- инструментальные и быстрорежущие стали.

Стали 3ей группы- жаростойкие стали и сплавы.

1- нагревательная печь, 2-клети РСП, 3-блок клетей продольной прокатки для получения квадратного (шестигранного и др.) профиля, 4-транспортный рольганг, 5-шлеперные передаточные устройства, 6-охладительный стол, 7-клети формоизменения.

При прокатке исходной круглой (шестигранной) заготовки клети формоизменения не применяются. Продольная прокатка используется в сочетании с РСП, если на станы поступает квадратная заготовка, тогда для сталей 2 и 3 групп используют 4 клети продольной прокатки, с коэффициентом вытяжки в каждой клети = 1.1

Коэффициент вытяжки в станах РСП для сталей 2ой группы (У7-У13, Р6М5, ШХ15) =4.0

Коэффициент вытяжки в станах РСП для сталей 3ей группы (ЭП 220) =2.5...2.8

Расстояния между рабочими клетями целесообразно принимать длине поступающей заготовки плюс 5...7м для того чтобы расположить вспомогательное и привалковое оборудование.

6. Очаги деформации станов высоких обжатий.

Технологическую основу процесса составляют большие углы подачи (15...30?) в сочетании со специальной геометрией очага деформации.

Условия деформации максимально благоприятны для бездефектной прокатки практически любых деформируемых материалов, в том числе сплавов на основе железа с содержанием углерода более 2%. Разработаны эффективные режимы прокатки металлов и сплавов различных классов, при которых металл интенсивно уплотняется и глубоко прорабатывается по всем уровням металлофизического строения. Высокие сдвиговые деформации, сосредоточенные в ограниченном объеме очага, сопровождаются управляемым разогревом металла. Температурный эффект разогрева составляет до 100...150 ?С, что позволяет снизить температуру нагрева перед прокаткой, оптимизировать температурный интервал деформации.

В трехвалковых станах при схеме нагружения силами по углом 120° основная деформация осуществляется в периферийной зоне.

Dвалка/Dзаготовки=2...5 чем больше это соотношение тем более благоприятное НДС.

Процесс прокатки при больших углах подачи сопровождается не разрыхлением, а уплотнением осевой зоны. Явно выраженное положительное влияние больших углов подачи на улучшение технологической деформируемости заготовок принято связывать с ростом частных обжатий, повышением равномерности деформации, ограничением цикличности обработки.

Коэффициент вытяжки за проход до 16 - 25.

При этом устраняются исходные несплошности и получается прокат с мелкораздробленной интенсивно проработанной структурой, высокой точностью геометрических размеров и качественной поверхностью.

Применение гребневой калибровки нового типа позволило увеличить степень проникновения деформаций в периферийную зону.

1-участок захвата (захватной участок)

2-гребневой участок (обжимной участок)

3-участок калибровки (калибрующий участок)

?a-рост частных обжатий

Очаг деформации планетарного стана.

Раскатка производится на длиной оправке, конец которой выступает за передний торец на величину равную - 100 мм. Одновременно на поверхность оправки наносится смазка. Гильза вместе с оправкой, удерживаемой при помощи специального механизма, с одинаковыми скоростями поступают в очаг деформации.

очаг деформации

I - рабочие валки; 2 - вращающаяся кассета; 3 - неподвижная станина; 4 - привод кассеты; 5 - привод рабочих валков

С момента захвата гильзы валками для обеспечения лучшего качества внутренней поверхности труб оправка принудительно перемещается со скоростью, на 10 % превышающей скорость входа металла в валки.

Значения коэффициентов вытяжек, достигаемых на ТПС за один проход, составляют 2-8. Длина труб может достигать 25-50 м. Скорость выхода металла из очага деформации стана составляет 0,5-0,8 м/с. На стане принципиально возможна прокатка труб с отношением D0/S0= 20 . Угол раскатки равен 60°, угол образующей входного конуса валков - 15°. На валках имеются следующие участки: входной конус; гребень, раскатной и калибрующий участки.

Очаг деформации стана ХПТ

Валковый стан холодной прокатки труб является станом с периодическим режимом работы

Прокатка трубы (рис. 1) осуществляется на неподвижной конической оправке 2 калибрами 3, закрепленными в рабочих валках 4. Ручей калибров выполнен переменным радиусом, начальный размер которого равен радиусу заготовки R3, конечный - радиусу готовой трубы RTV.

При движении клети из положения А в положение В (прямой ход клети) калибры разворачиваются и радиус щели

Рис. 1. Схема процесса холодной прокатки труб на стане валкового типа

между ними уменьшается. В результате происходит обжатие трубной заготовки по диаметру и толщине.

После поворота трубы клеть возвращается в исходное положение (обратный ход), и цикл повторяется. За время одного полного цикла (суммарное время подачи, прямого и обратного ходов клети и поворота трубы) за пределы зоны деформации выходит участок готовой трубы длиной, равной произведению подачи т на суммарную, вытяжку \is (линейное смещение).

Формирование готовых размеров трубы происходит в мгновенном очаге деформации рабочего конуса на границе обжимного (I) и калибрующего (III) участков, протяженность которых зависит от величины развала калибра, величины подачи, конусности оправки и определяется калибровкой рабочего инструмента.

При подаче заготовки перед прямым ходом клети (валков) и повороте заготовки перед обратным ходом зона редуцирования (участок I рис.2.4,а) мгновенного очага деформации и соответствующий ей угол ?р образуются за счет появления зазора между внутренней поверхностью рабочего конуса и оправкой, величина которого тем больше, чем больше подача и конусность оправки (рис.2.4).

Рис.2.4 Схема мгновенного очага деформации при холодной прокатке на станах ХПТ: а - для прямого хода клети, б - для обратного хода клети; ?з - угол захвата, ?s - угол обжатия по стенке заготовки, ?р - угол редуцирования.

Рис.2.4,б

При обратном ходе клети (валков) в результате поворота заготовки образуется зазор между оправкой и ее внутренней поверхности горизонтальная плоскость рабочего конуса переходит в вертикальное положение. Величина этого зазора и определяет величину зоны редуцирования.

Основным параметром мгновенного очага деформации является величина частного обжатия деформируемой заготовки. Величина обжатия в периодической части пилигримовой головки равняется разности между высотою рассматриваемого сечения и высотою сечения, отстоящего от первого на таком расстоянии, при котором объем, заключенный между этими сечениями, равен объему подачи металла?.

7. Состав и компоновка оборудования КПК для производств железнодорожных колёс.

Для обеспечения производства колёс в соответствии с требованиями стандартов в цехе предусмотрены следующие технологические участки:

а) Подготовительное отделение.

1) участок подготовки слитков, 2) участок ломки слитков и подготовки заготовок

б) Прессопрокатное отделение.

1) участок подачи заготовок к нагревательным печам,

2) участок нагревательных кольцевых печей

3) прессопрокатный участок

4) участок печей изотермической выдержки колёс

в) Отделение механической обработки колёс до термообработки.

1) участок стендов осмотра и ремонта черновых колёс

2) участок механической обработки колёс на станках модели 1Б502

г) Отделение термической обработки колёс.

1)участок нагревательных кольцевых закалочных печей диаметром 27 м.

2) участок закалочных машин

3) участок отпускных печей

д) Отделение механической обработки колёс термообработки на станках модели 1Д502.

е) Участок стендов осмотра чистовых колёс, испытание и приёмка их инспекцией МПС.

ж) Экспортный участок.

з) Склад готовой продукции

Металл для производства колёс направляется в колёсопрокатный цех в виде двенадцатигранных слитков типа "Ромашка" с прибыльной частью. Слитки поступают из мартеновского цеха, подаются на слиткоотрезные станки модели, на которых осуществляется раскрой и подрезка их на колёсные заготовки. Надрезанные слитки укладываются на промежуточном складе участка ломки слитков и подготовки заготовок, где производится их ломка. Здесь донная и прибыльная части удаляются. На участке нагревательных печей предусмотрен последовательный и параллельный нагрев заготовок.

Общее время нагрева заготовок составляет не менее 5 часов. Слитки нагреваются до температуры 1240-12800С.

Нагретая заготовка по рольгангу подаётся на прессопрокатный участок, где происходит её деформация. Вначале производится сбив окалины водой высокого давления. Далее по рольгангу заготовки транспортируются к осадочному прессу усилием 2000 тонн. Далее к прессу 5000т.

Далее пресс усилием 10000 т. В процессе формовки колёсной заготовки осуществляется формирование ступицы и прилегающей к ней части диска для прокатки на колёсопрокатном стане.

Заготовка подаётся на колёсопрокатный стан, где она раскатывается до заданных размеров.

Со стана заготовка поступает на нижний выгибной штамп пресса 3500 т, где происходит выгибка диска и прошивка колеса, а так же маркировка колёс посредством штампов.

С пресса заготовка поступает в камеру ускоренного охлаждения. Далее заготовка поступает в конвейерную печь, что бы пройти изотермическую выдержку. Охлаждение колёс производится на воздухе.

После изотермической выдержки колеса осматриваются и обмеряются по геометрическим параметрам и, при необходимости, подвергаются ремонтной обточке для устранения поверхностных дефектов.

После предварительной механической обработки колеса подаются к нагревательным печам для их нагрева до температуры 830-870 °C для дальнейшей термической обработки. Далее идет окончательная механическая обработка а потом контроль качества.

1. 2. 3. 4.

5. 6. 7. 8. 9.

10. 11. 12. 13. 14.

15. 16. 17. 18.

19. 20. 21.

1.Порезка слитков. 2.Ломка слитков. 3.Нагрев заготовок. 4.Гидросбив окалины. 5.Пресс 2000 тонн. 6.Пресс 5000 тонн. 7.Пресс 10000 тонн. 8.Колёсопрокатный стан. 9.Пресс 3500 тонн. 10.Камера ускоренного охлаждения. 11.Изотермическая выдержка. 12.Инспекция. 13.Механическая обработка. 14.Визуальный осмотр и контроль размеров. 15.Нагрев под закалку. 16.Закалка. 17.Отпуск и замедленное охлаждение. 18.Окончательная механическая обработка. 19.Дробеструйное упрочнение дисков. 20.УЗК 21.Инспекция готовой продукции.

9. Характеристика микрометаллургического пр-ва

На первоначальном этапе мет.пр-во развивалось по линии строит.крупных мет.комплексов. Эти комплексы включали в себя доменное пр-во, сталеплавильное и прокатное.

Мощность таких комбинатов примерно составляла 6-12 млн.т в год. Однако, на современном этапе в связи с расширением марочного и профильного сортамента различной продукции, а так же с появлением потребителей небольших заказов начало развиваться мет.пр-во с небольшими объемами. Эти пр-ва называются мини- и микрометаллургическими. Они призваны заполнить пробелы в марочном и профильном сортаменте мет.комбинатов.

Признаки микромет.пр-ва:

- объем пр-ва около 300 тыс.т в год

- ориентация для выплавки стали на вторичное сырье

- локализация пр-ва вблизи от потенц.потребителей или крупных транспортных узлов

- минимальная стоимость основного и вспомогательного оборуд.

- это совокупность технических и технологических решений, обеспечивающих макс.технологическую гибкость пр-ва и стабильность качества продукции даже в условии нестабильности качества сырья

- при строительстве таких пр-в должны быть заложены самые современные технические решения по выплавке стали и по обработке давлением

Состав оборудования:

- сталеплавильная часть (эл/дуг печи ёмкостью 70-90т)

- установка непрерывной разливки рад.типа

- сортовой или листовой прокатный стан. Для сортового стана сечение НЛЗ 150х150 или 120х120. Чаще всего исп-ся для производства арматуры(Новороссийск)

Микрометаллургич. завод (МИСиС):

Индукционный плавильный комплекс, машина непрер. литья заготовок МНЛЗ (150х150, 120х120), участок разливки в изложницы, 3-4 стана винтовой прокатки, блок клетей продольной прокатки.

Плавильн. комплексы с массой плавки около 1 тонны.

Участок отливки в изложницы предназначен для отливки в слитки высоколегир. марок сталей и сплавов.

Станы винтовой прокатки могут работать как РСП, так и для прошивки.

В последнее время также рекомендуется в состав оборудования включить пресс для осадки и ковочный молот.

В МИСиС разработан комплекс сортовых станов, который производит круглый сортовой прокат диам. от 40 до 5 мм (5-8 мм катанка). Масса оборудования не более 20 тонн.

При этом качество проката, точность по диаметру (+/- 0,5% ). Кривизна 0,75 мм на 1 погонный метр. Превышение физ.-мех. св-в в 1,5-2 раза по сравнению с продольной прокаткой.

10. ПОСТРОЕНИЕ режимов деформации на станах РСП для различн. сталей и сплавов и расчет геом. размеров валка.

Такие режимы выбираются исходя из пластич. св-в прокатываемого металла. Обработка Ме всегда ведется в интервале температур, при которых существует максимальная пластичность.

При РСП стали и сплавы делят на 3 группы:

Группа Марка стали и сплава Макс. коэф. вытяжки за проход 1 Стали конструкционные и низколегир. (сталь 45) 8,0 2 Сталь инструм. и быстрорежущ. (У7-У13, Р6М5) 4,0 3 Жаростойкие стали и сплавы (ЭП220) 2,5...2,8 Температура нагрева при РСП выбирается на 20...100 град. ниже темп-ры макс. пластичности Ме с учетом деформационного разогрева в очаге деформации.

Продольная прокатка исп-ся в сочетании с РСП, если на стан поступает квадратная заготовка, тогда для формоизменения исп-ют от 2х до 4х клетей продольн. покатки в зависимости от марки стали. Для стали 1ой группы - 2, для 2,3ей - 4 с малыми коэф. вытяжки (для 1ой гр. =1,2, для 2,3ей = 1,1 и меньше).

Продольн. прокатка примен-ся также для получ-я квадратн., 6тигранного или др. вида проката на завершающ. этапе. Но в любом случае эти клети продольн. прокатки формообразующие и калибрующие, а осн. деф-цию осуществляют на станах РСП.

Рекомендуемые углы подачи ?=16...25град. Частота вращения раб. валков для 1ой гр. до 120 об/мин, для 2ой до 70...80об/мин, для 3ей до 50...60 об/мин

Lобщ = (0,6...0,8)Dв

В промышленности на 3х валк. станах РСП макс. диам. валков может быть 750мм.

Калибровка для 1ой гр. марок сталей:

L1+L2=Lобщ/2 L3=Lобщ/2

L2=0,3•Lобщ/2

?1=10...12град

?2=2,5град ?3=3...4град

Калибровка для 2,3 гр. сталей:

?1=11...13град

?2=2...3град

Распределение обжатий при построении режима прокатки.

Пример: имеется исх. заготовка из 12Х18Н10Т, начальный диам. 180мм, длина L0=2м, получить квадрат сечением 30мм, круг диам. 30 мм, объем производства 20тыс. тонн, спроектировать прокатный комплекс на базе станов РСП.

1. Определяем состав оборудования: клети РСП, клети продольной прокатки

2. определяем суммарн. коэф. вытяжки:

?суммарный для круга = (180/30)^2=36

?суммарный для квадрата = 0,785•(180/30)^2=28,26

при получении круга необходимо определить количество рабочих клетей

(Dн/dx)^2=4 - макс. возможный коэф. вытяжки за один проход ( из табл.)

для получения круга необх. 3 раб. клети (4х4х4=64>36)

3. Распределение обжатий в раб. клетях осущ-ся как правило с понижением в каждой последующей клети

На завершающем этапе для получения квадратн. или др. профиля применяется не менее 4х клетей продольной прокатки ( для 2ой группы).

?рсп = 19,36 (28,26/1,46) - коэф. вытяжки после клетей РСП для получения заготовки перед клетями продольной прокатки

?п=1,46 (мм)

4. Далее производится расчет производительности прокатн. комплекса. Расчет производится по узкому месту( т.е. по агрегату с наименьшей производительностью)

При прокатке в области больших углов подачи соотношение Dв/Dкмин?5,7

Vосевая= (?•Dв•n•sin?•?0)/60

Dв=170мм (округляем в меньшую сторону)

?0=0,9; n=60; ?=20град , следовательно после подстановки Vосевая=0,16 м/с

5. Считаем производительность:

Ач=(3600•G•k)/(Тц•?)

G- масса заготовки в тоннах

? - расходный коэф. ( отношение массы заданной в пределе к массе готов. продукции, больше 1) обычно принимают 1,1

k - коэф. использования стана(0,75...0,95) обычно принимают 0,9

Тц - время цикла

плотность стали ?= 7,85 тонн/м^3

Тц=Тм+Тп, где Тм - машинное время прокатки, Тп - время пауз (15...30 сек)

Тм=(?•L0)/Vос=32•2/0,16=450 сек

Расстояние между рабочими клетями целесообразнопринимать длине поступающей заготовки + 5...7 метров для того, чтобы расположить вспомогательное и правильное оборудование.

12. Компоновка оборудования ТПА со станом ПВП планетарного типа

В процессе развития и совершенствования процесса раскатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки была разработана конструкция редукционного трехвалкового планетарного стана (рис.11). Главный привод вращает барабан с обоймой, в которой на двух подшипниках установлены валы каждого из трех рабочих валков. Планетарный привод через планетарную передачу и промежуточные шестерни вращает валы, на концах которых консольно закреплены конические рабочие валки. Скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов. Барабан, в котором расположены валки под углом 120 град один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы. Однако планетарные станы имеют недостатки: большую массу вращающихся частей; большое количество зубчатых передач, в том числе конических; консольное крепление валков, что снижает жесткость клети. Все это усложняет эксплуатацию стана, поэтому такие агрегаты в настоящее время не получили широкого распространения в промышленности.

В 80-х годах фирма "Mannesmann" (Германия) разработала новый способ раскатки труб на длинной оправке с использованием трехвалкового планетарного стана (ТПС) с рабочими валками грибовидной формы, располагающимися в специальной вращающейся рабочей клети под углом 120° относительно друг друга. Валки можно через систему передач приводить в движение от отдельного привода. Принципиальная особенность этого способа прокатки - поступательное (осевое) перемещение деформируемого металла при отсутствии вращательного, что достигается в результате сообщения рабочей клети и валкам противоположных по направлению вращательных движений. При этом скорость вращения рабочей клети выбирают равной составляющей скорости, с которой валки, развернутые на заданный угол подачи, стремятся вращать деформируемую заготовку.

Операции технологического процесса производства труб на таком агрегате представлены на рис.12. Прошитая толстостенная гильза поступает на входную сторону стана ТПС, где в нее вводится длинная оправка таким образом, чтобы она выступала за передний торец на величину равную - 100 мм. Одновременно на поверхность оправки наносится смазка. Затем гильза вместе с оправкой, удерживаемой при помощи специального механизма, с одинаковыми скоростями поступают в очаг деформации.

Рис. 11. Схема редукционного планетарного стана (а) и очаг деформации (6):

I - рабочие валки; 2 - вращающаяся кассета; 3 - неподвижная станина; 4 - привод кассеты; 5 - привод рабочих валков

С момента захвата гильзы валками для обеспечения лучшего качества внутренней поверхности труб оправка принудительно перемещается со скоростью, на 10 % превышающей скорость входа металла в валки. По окончании процесса прокатки задний торец трубы упирается в подъемный вилкообразный упор и оправка извлекается из трубы на входную сторону стана. В дальнейшем оправка последовательно передается в охладительную ванну, на позицию ожидания и, наконец, на позицию ввода ее в гильзу. Как правило, в обороте находится 4-6 поочередно сменяемых оправок.

Рис.12. Схема технологических операций при прокатке труб с использованием планетарного стана:

1- нагревательная печь; 2 - прошивной стан; 3 - полая заготовка - гильза; 4 -планетарный стан; 5 - редукционно-растяжной стан; 6 - оправка; 7 - пила для резки труб; 8 - охладительный стол

Значения коэффициентов вытяжек, достигаемых на ТПС за один проход, составляют 2-8. Длина труб может достигать 25-50 м, а после редукционно-растяжного стана а 100 м. Скорость выхода металла из очага деформации стана составляет 0,5-0,8 м/с. На стане принципиально возможна прокатка труб с отношением DQ/S0 = 20 вместо 12, достигаемых на трехвалковых станах Асселя. Однако максимально достигнутые в настоящее время скорости выхода металла из очага деформации, равные 0,8 м/с, недостаточны для экономичного изготовления таких труб, поэтому фирма продолжает работы по обеспечению возможности увеличения скорости до 1,5 м/с. Угол раскатки равен 60°, угол образующей входного конуса валков ~ 15°. На валках имеются следующие участки: входной конус; гребень большей протяженности и более пологий, чем на валках стана Асселя; раскатной и калибрующий участки.

В 1983 г. В Германии на заводе фирмы "Schloemaitn Zimag" был выпущен в эксплуатацию первый трубопрокатный агрегат с планетарным станом. На данном агрегате выпускают трубы как тонко-, так и толстостенные с

SQ/D0 = 0,027-0,37 диаметром до 450 мм и разностенностью ±5,0 %. Производительность агрегата достигает 360 тыс. т/год. Аналогичный агрегат для производства обсадных труб диаметром 139,7-244,5 и толщиной стенки 7,7- 13,8 мм работает в США на заводе фирмы "Hunt Steel".

II.1. Раскатка гильз на станах винтовой прокатки планетарных и реечных станах

Раскатка гильз в станах винтовой прокатки осуществляется и длинной оправке в трех валках (станы Ассела) или в двух валках приводными или неприводными направляющими дисками.

Трехвалковые станы винтовой прокатки применяют в составе агрегатов для раскатки толстостенных труб высокой точности: отклонение по наружному диаметру составляет ± 0,5%, а по толщине стенки ±6%.

Трубопрокатные агрегаты с трехвалковыми раскатными станами в основном применяются для изготовления труб из шарикоподшипниковых и других сталей, подвергающихся последующей механической обработке, так как малая их разностенность позволяет значительно снизить припуски на обточку. Достоинством этих установок является также возможность быстрой перестройки станов при переходе на новый размер, для чего не требуются частые перевалки, необходимые на других установках при разнообразном сортаменте труб.

Изменение внутреннего диаметра труб при прокатке на установках с трехвалковым станом осуществляется подбором соответствующего размера оправки без перенастройки стана. Изменение наружного диаметра также не требует перевалки валков и производится регулировкой валков раскатного стана. Перевалки осуществляются лишь при значительном изменении наружного диаметра труб или толщины стенки, а также из-за аварий или большого износа валков. Эти перевалки при надлежащей организации планирования производства можно приурочить ко времени ремонта установки.

Характерным для трехвалковых станов винтовой прокатки является расположение валков соответственно вершинам равностороннего треугольника. Все три валка вращаются в одну сторону, причем они наклонены к оси прокатки, образуя некоторый угол, называемый углом раскатки и соответствующий обычно 7°. Кроме того, каждый валок имеет перекос относительно плоскости симметрии соответствующего проема станины. Угол скрещивания оси валка с осью прокатки называется углом подачи.

Угол раскатки определяет, в известной мере, степень поперечной раскатки трубы и регулируется в небольших пределах. Величиной угла подачи определяется скорость прокатки, а также отчасти и величина раскатки, поэтому угол подачи целесообразно регулировать в пределах 3 - 9°.

Для исключения вращения деформируемого металла при винтовой прокатке применяют планетарные станы - с вращающейся рабочей клетью. Клеть содержит три валка, расположенных друг относительно друга под углом 120 град. Наличие угла подачи обеспечивает поступательное движение металла через вращающуюся клеть.

Угол раскатки и чашевидная форма валков, при которой радиусы гильзы и валков одновременно убывают вдоль очага деформации, создают минимальное скольжение на контакте и скручивание гильзы, а в случае, если оси прокатки и валка и продолжение образующей валка пересекаются в одной точке, скручивание полностью отсутствует. При этом и гильза, и труба имеют только поступательное движение.

Помимо вращения совместно с клетью относительно оси прокатки с угловой скоростью валки должны также приводиться во вращение относительно своих осей с определенной угловой скоростью ?>2 с-1. При установке в клеть неприводных валков (т.е. если их угловые скорости самоустанавливаются) достичь отсутствия вращения металла можно только приложением к нему тормозящего момента Мт, равного крутящему моменту Мкр, затрачиваемому на деформацию. Чтобы без приложения.

При прокатке высоколегированных и специальных сталей и сплавов диаметром 28,0-14,0 мм и годовой производительностью до 100,0 тыс. т возможно применение планетарного стана с чистовыми клетями продольной прокатки. Литейно-прокатный комплекс с такой компоновкой прокатного стана был создан по проекту ВНИИМЕТМАШ на заводе "Электросталь" им. Тевосяна.

14. Оборудование прессопрокатной линии колесопрокатного цеха.

Рассмотрим прессо-прокатную линию ОАО "ВМЗ" которая оборудована прессами конструкции Уральского завода тяжелого машиностроения (УЗТМ)

Нагретые заготовки по рольгангу транспортируются к осадочному прессу усилием 20 МН и останавливаются тупиком. Предварительная осадка заготовок производится на прессе 20 МН с целью удаления окалины с боковых поверхностей заготовок и оставшейся после гидросбива окалины с торцевых поверхностей, а также для подготовки заготовки под деформирование на прессе 50МН

.Осаженная заготовка с помощью убирающего перекладывателя устанавливаются на рольганг, который транспортирует ее к прессу усилием 50 МН. Происходит осадка в технологическом кольце и разгонка МЕ в пуансоном.

После окончания деформации окалина с заготовки удаляется сжатым воздухом и при необходимости вручную зубилом, а с инструмента - водой во время его охлаждения.

С помощью манипулятора и рольганга заготовка передается на формовочный пресс усилием 100 МН. Установленная на нижний штамп заготовка центрируется специальным механизмом. В процессе формовки колесной заготовки осуществляется формирование ступицы и прилегающей к ней части диска, подготавливается обод и прилегающая к нему часть диска для прокатки на коле прокатном стане.Технологический цикл работы пресса включает следующие операции:

* укладка заготовки на нижний формовочный штамп пресса;

* центрирование заготовки на штампе;

* опускание траверсы до соприкосновения верхнего штампа с заготовкой;

* рабочий ход - формовка заготовки;

* подъем траверсы в исходное положение

Отформованная колесная заготовка с помощью манипулятора, рольганга и задающего механизма передается на колесопрокатный стан, где она раскатывается до заданных размеров.Технология деформирования заготовки на колесопрокатном стане определяется следующими операциями:

* выкатка гребня к поверхности катания обода;

* раскатка обода по диаметру.

В результате прокатки колесной заготовки получаются колеса с прямым диском.

Далее колесо подается на нижний выгибной штамп пресса усилием 35 МН. На прессе осуществляется выгибка диска, калибровка обода, прошивка центрального отверстия в ступице, а также нанесение маркировки на ободе.

Рис. 3.1 Технологическая схема деформирования заготовки железнодорожного колеса 1 - исходная заготовка; 2 - предварительная осадка ; 3 - осадка в технологическом кольце ; 4 - разгонка металла пуансоном ; 5 - формовка заготовки ; 6 - раскатка колеса пс диаметру (КПС); 7 - выгибка диска, калибровка обода, прошивка центрального отверстия и клеймение.

15. Конструкция современного прошивного стана

Рассмотрим два современных прошивных стана, один из которых установлен в Таганроге на ОАО "Тагмет", другой на ОАО "Выксунский Металлургический Завод".

ОАО "Тагмет" оборудован прошивным станом KSW-1150 с грибовидными валками и приводными дисками Дишера

Поперечно-винтовой стан KSW 1150 VD имеет следующие особенности:

- рабочие валки расположены друг над другом в вертикальной плоскости;

- удельное давление на валки воспринимается верхним и нижним механизмом регулирования валков в станине стана;

- подшипники валков сконструированы как сменные блоки, они установлены в верхней и нижней опорах;

- подшипники валков с подушками регулируются относительно линии прокатки посредством верхних и нижних регулировочных механизмов;

- каждый валок имеет отдельный привод от двигателя, универсального вала и редуктора;

- боковые направляющие опоры валков обеспечены посредством двух горизонтальных направляющих дисков, регулируемых для настройки очага деформации;

главный привод является индивидуальным и располагается на выходной стороне стана.

На выходной стороне стана находятся трехроликовые центрователи, которые фиксируют положение стержня оправки и направляют гильзу после прошивки. Тянущий ролик расположен сразу за первым трехроликовым центрователем для поддержки и транспортировки гильзы из прокатной клети стана на выходную сторону. Способ выдачи гильзы - боковой.(т.к. производительность обеспечивается большим диаметров валков, скорость выхода гильзы 0,6-1 м/c) Прошивка осуществляется на подъём, с увеличением наружного диаметра гильзы с 210 и 300 мм до 222 и 338 мм соответственно. Использование углов подачи 10?15? на прошивном стане позволяет снизить склонность металла к центральному разрушению ввиду уменьшения числа знакопеременных циклов деформации, увеличить производительность, за счет увеличения осевой составляющей скорости прошивки

Конструкция прошивного двухвалкового стана винтовой прокатки со станиной закрытого типа и постоянным углом подачи завода "ЭЗТМ".

Барабаны 1 установлены в цилиндрических расточках станины 2. Барабан выполнен составным и состоит из кассеты, в которой размещены подушки 3 с подшипниковыми опорами 4 (смазка подшипников валков осуществляется от центральной системы густой (пластичной) смазки). Барабан, опирается на два нажимных винта 5 и уравновешивающее устройство 6 . Механизм перемещения барабанов 7 (рис 2.3).

Механизм перемещения барабанов.

Механизмы для перемещения барабанов 7 служат для сведения и разведения валков в радиальном направлении. Каждый механизм имеет электромеханический привод, состоящий из двух электродвигателей 8 переменного тока и двух комбинированных редукторов , приводящих во вращение два нажимных винта 5, на которые опирается кассета с рабочим валком, гайки нажимных винтов, закреплённые в станине. Механизм установки валков снабжён индивидуальным приводом каждого винта, что позволяет производить перемещение валка. Постоянное поджатие к нажимным винтам осуществляется с помощью гидравлического механизма уравновешивания 6, тяга 9 которого соединена с помощью молотковой головки с барабаном (рис 2.3).

При перевалке рабочей клети тяга 9 разворачивается на 90 градусов , отсоединяется от оси и отводится за габарит барабана, что бы не препятствовать его выемке из клети).

Крайнее разведённое положение нажимных винтов контролируется конечными выключателями.

Механизм поворота и запирания крышки

Поворот крышки при перевалке валков и техническом обслуживании клети осуществляется с помощью двух смонтированных на крышке цилиндров 1. В рабочем положении крышка зажимается на барабаны с валками с помощью механизмов запирания крышки . Механизм запирания крышки служит для зажатия крышки на барабаны с валками при работе стана. Поэтому в конструкции рабочих клетей прошивных станов , было выработано, зажатие барабанов вместе с жестко закрепленными на них валками крышкой клети с помощью силовых (эксцентриковых) механизмов. Это решение позволяет полностью и надежно исключить зазоры между станиной, крышкой, валками и барабанами в процессе прокатки и уменьшить влияние динамических нагрузок вибрационного характера на амплитуду колебаний узла валка и других узлов вследствие значительного увеличения сопротивляющейся колебаниям массы оборудования клети под воздействием вращающейся с большой частотой (до 1000 об/мин) гильзы. В свою очередь, уменьшение вибрации клети позволяет повысить надежность и долговечность узлов и механизмов; улучшить качеств получаемых гильз; увеличить частоту вращения валков, что дает возможность поднять производительность стана, улучшить условия захвата и снизить расходный коэффициент металла. Зажатие производится механизмом 2, приводимым от четырёх гидроцилиндров 3, 4 (рис. 2.6).

16. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПРОЦЕССА РСП(лекция)

В станах РСП реализуется способ винтовой прокатки. Способ поперечно-винтовой прокатки характеризуется тем, что в центральной зоне заготовки появляется сильные растягивающие напряжения по всем осям X,Y,Z. Это приводит к разрыхлению центральной зоны и ее разрушению, что облегчает внедрение оправки и таким образом получается бесшовная горячекатаная гильза ,из которой в конечном итоге получается труба. Такой способ осуществляется при малых углах подачи( ?=0? -поперечная прокатка, ?=1-12?- поперечно-винтовая ).

Экспериментальные исследования показали, чем больше угол подачи, тем меньше склонность металла к разрушению. Предпосылки создания:

1) ?=((??D ?n)/60 ) ?sin?

Для повышения скорости главным показателем является ?, так как при повышение диаметров валков существенно увеличивается масса оборудования и габариты, а при увеличение скорости интенсивно увеличивается скольжение металла в очаге деформации, что приводит к появлению дефектов на поверхности.

2) Второй причиной повышения углов подачи -явилось улучшения качества получаемых труб из легированных марок сталей. Как было отмечено ,вероятность появления разрушения в центре снижается и это не приводит к появлению плен.

Повышение ? привело к тому, что в центральной зоне появилось не разрушение, а уплотнение металла. Эти исследования первоначально проводились в двухвалковом стане винтовой прокатки, при этом был достигнут коэф. вытяжки до 5. При винтовой прокатке каждая точка перемещается в очаге деформации по винтовой линии и при этом длина траектории и степень накопленной деформации будет больше, чем например при продольной прокатке. При винтовой прокатке реализуются высокие радиальные деформации и сдвиговые деф. ,кот в основном отвечают за дробление структуры металла. Таким образом это привело к созданию нового направления в ОМД к радиально-сдвиговой прокатки. Первоначально такой способ был реализован в 2-х валковом стане и при этом процесс прошивки был реализован при ?=32?. Однако вторым параметром, кот влияет на НДС , был коэффициент овализации. Процесс прокатки в 2-х валковом стане мог производиться при коэф. овализации не меньше 1,04. Такие режимы неблагоприятны для легированных марок стали, поэтому в качестве направляющего инструмента стали применять диски ( неприводные ) .Это позволило уменьшить коэф. овализации до 1 и деформировать марки стали с большим содержанием легирующих элементов. Однако в 2-х валковых стане определенные группы марок сталей (высоколегированных ) оказалось деформировать невозможно, так как это приводило к трещинам. К тому же процесс деформирования с высокими коэф. вытяжки оказался технологически затруднительным. Это привело к повышению времени прокатки, парка дисков, количества рабочих клетей, поэтому для РСП стали применять трехвалковые станы винтовой прокатки.

Преимущества радиально-сдвиговой прокатки:

1)благоприятное напряженно деформированное состояние (НДС), что позволяет деформировать стали и сплавы широкого марочного сортамента и даже чугуны;

2) высокие коэффициенты вытяжки до 25;

3) широкий профилеразмерный сортамент, при прокатке на одних валках;

4) простота настройки на калибр (сведение и разведение)

5)для рабочего инструмента используются рядовые марки стали (такие как Ст. 35, Ст. 45);

6) простота калибровки

Недостатки радиально-сдвиговой прокатки:

1) только круглый прокат;

2) при таком процессе осуществляется вращение заготовки, что не позволяет осуществлять непрерывную прокатку

3) невысокая производительность.

17.Преимущества процесса РСП по сравнению с продольной прокаткой

В отличие от традиционных трубных станов винтовой прокатки в станах РСП создаются условия не для разрыхления центральной зоны, а наоборот, для уплотнения и интенсивной деформационной и наработки металла во всем объеме проката. Здесь используется возможность широкого регулирования напряженно-деформированного состояния металла на принципах винтовой прокатки. В качестве основных управляющих факторов применяются большие углы подачи в сочетании с геометрией очага деформации.

Опыт работы на станах с повышенными углами подачи указывает на принципиальную достижимость уплотнения осевой зоны прокатываемых заготовок. Об этом наглядно свидетельствуют, в частное и, данные экспериментов на прошиваемость. Если при ? = 6 ? 9° критическое обжатие (для заготовок из углеродистых сталей) составляет 6 - 10 %, то при ? = 18° оно повышается до 15 %, а при ? = 24° во всем исследованном диапазоне обжатий не удается добиться вскрытия полости, т.е. ?кр = 24 %. Более того, процесс прокатки при больших углах подачи сопровождается не разрыхлением, а уплотнением осевой зоны. Явно выраженное положительное влияние больших углов подачи на улучшение технологической деформируемости заготовок принято связывать с ростом частных обжатий, повышением равномерности деформации, ограничением цикличности обработки.

Преимущества:

1. Благоприятное НДС, что позволяет деформировать сталь и сплавы широкого марочного сортамента и даже чугуны (даже при соединение с углерода до 3,4%)

2. Высокий коэффициент вытяжки до 25 за проход

3. Широкий профилеразмерный сортамент при прокатке на одних валках

4. Простота настройки на калибр (соединение и разведение рабочих валков)

5. Для рабочего инструмента используется рядовые марки стали: сталь 35, сталь 45 (для станов продольной прокатки используется более легированные марки стали. Простота калибровки

6. Простота конструкции рабочей клети

18.Конструкции современных прошивных станов

Операция горячей прошивки заготовки широко используется в технологии производства бесшовных труб. Эту операцию осущ. на станах винтовой прокатки (с бочковидными, чашевидными, грибовидными, дисковыми валками), гидравлических и мех. прессах различного вида, на спец. станах продольной прокатки с приложением к заготовке осевого усилия(пресс-валковая прошивка).

В современных станах винтовой прокатки с мощными электродвигателями целесообразно применять индивидуальный привод. Особенно рациональна установка таких приводов при работе станов на больших углах подачи. В этом случае проще обеспечивается равномерность скоростей вращения рабочих валков при небольших (до 8...10 градусов) углах перекоса в шарнирных муфтах.

В современной отечественных станах применяют осевую выдачу гильзы, что позволяет превышать в 1.5-2 раза производительность стана по сравнению с существующими станами. В это случае после окончания процесса прокатки стрежень удерживается в рабочем положении специальными механизмами перехвата, а гильза снимается со стержня выдающими роликами и поступает на осводящий рольганг. На выходной стороне независимо от схемы выдачи гильз установлены роликовые центрователи стрежня, которые поддерживают и центрируют стрежень в процессе прошивки заготовки. По мере подхода переднего торца гильзы ролики центрователя разводятся так что между ними проходит гильза. В таком положении центрователи превращаются в роликовые проводки. Закрываются и открываются центрователи при помощи пневмоцилиндров. Для малых и средних прошивных станов применяются трехроликовые центрователи, для больших2 - четырехроликовые.

В прошивных станах винтовой прокатки за рубежом широко используются приводные направляющие диски. (станы Дишера). Использование приводных дисков на прошивных станах вместо линеек обеспечивает прошивку заготовок в гильзу с более высокой скоростью при этом улучшается условие деформации металла в осевом направлении и появляется возможность увеличить длину получаемых гильза до 10 м при вытяжке до 5 как из катаной так и из непрерывнолитой заготовки круглого сечения без предварительного обжатия.

Конструкция трехвалковой клети

ТЭПА с трехвалковым прошивным станом в составе ТПА с непрерывным, автоматическим, трезвалковым раскатным станами работают на заводах Англии, Германии и Японии.

20.Технические характеристики станов РСП.

Одно из весьма эффективных направлений предложено и активно разрабатывается в МИСиС. В основу процесса обработки давлением положен принцип винтового движения деформируемого металла в двух- или трехвалковом калибре при высоких единичных и суммарных обжатиях. В силу ряда характерных особенностей (рассматриваемых ниже) процесс получил название радиально-сдвиговой прокатки (РСП).

В отличие от традиционных трубных станов винтовой прокатки в станах РСП создаются условия не для разрыхления центральной зоны, а наоборот, для уплотнения и интенсивной деформационной проработки металла во всем объеме проката. Здесь используется возможность широкого регулирования напряженно-деформированного состояния металла на принципах винтовой прокатки. В качестве основных управляющих факторов применяются большие углы подачи в сочетании с геометрией очага деформации. Для рсп характерно:

1)благоприятное напряженно деформированное состояние (НДС), что позволяет деформировать стали и сплавы широкого марочного сортамента и даже чугуны;

2) высокие коэффициенты вытяжки до 25;

3) широкий профилеразмерный сортамент, при прокатке на одних валках;

4) простота настройки на калибр (сведение и разведение) ;

5)для рабочего инструмента используются рядовые марки стали (такие как Ст. 35, Ст. 45 );

6) простота калибровки ;

7)геликоидальное истечение металла, циклический характер нарастания обжатия формируют очаг деформации с локальным приложением внешней нагрузки на сравнительно небольшой контактной поверхности. В результате потребные для формоизменения усилия и момент прокатки уменьшаются в 10 - 20 раз по сравнению с процессами продольной прокатки, прессования и т.д.

При РСП стали и сплавы делятся на 3 группы; 1(Сталь конструкционная низколег. Коэф. Выт. = 8), 2 (Стали инструментальная и быстрореж. У7-У13 и т.д. Коэф. Выт. = 4), 3(жаростойкие стали и сплавы ЭП220 и т.д. . Коэф. Выт. = 2,5..2,8). Температуру нагрева при рсп выбираем 20-100 град. Ниже темпр. Max. температуры пластичности металла с учётом диформац. Разогрева в очаге диф. Количество клетей РСП для 1 группа(2 клети),2,3 группы(4 клети с мал. Коэф выт.)

Рекомендуемые углы подачи РСП(16...25 град). Частота вращ. Рабочих валков для 1группы до 120 об/мин, для 2г 70...80, для 3г до 50...60.

Рабочии валки.Max D валков составляет 750 мм. Калибровка для 1группы сталей Lобщ=(0,6-0,8)Dв; Dв/Dкалибраmin=5.7; L3=Lобщ/2; L2+L3=Lобщ/2; L2 =0,3Lобщ/2; ?1=10..12 град; ?2=2..3 град; ?3=3..4 град;(рис1); для 2и3 групп (рис2) ?1=11..13; ?2=2..3.

+ 10п.

21.Оборудование колёсопрокатного комплекса. Основные технические характеристики.

(ОАО "Выксунский металлургический завод")

В качестве исходной заготовки для изготовления железнодорожных колес используются слитки спокойной мартеновской стали, отлитые в изложницы сифонным способом круглого сечения.

Слитки поступают из мартеновского цеха на склад подготовительного отделения на железнодорожных платформах. С помощью мостовых кранов они выгружаются и укладываются в штабели. Отсюда слитки также мостовыми кранами подаются на слиткоразрезные станки модели; 18Ал65, на которых производится раскрой и надрезка их на колесные заготовки. Приемка слитков на склад от мартеновского цеха осуществляется поплавочно при наличии сертификата, в котором указывается количество слитков, химический состав плавки и назначение. Передача слитков на слиткоразрезные станки производится поплавочно.

Надрезанные слитки укладываются на промежуточном складе участка ломки слитков и подготовки заготовок, где производится их ломка. Здесь донная и прибыльная части удаляются, а остальные заготовки проходят контроль состояния поверхности, маркируются, а при необходимости: подвергаются ремонту. По ходу продвижения в потоке слитколомателя поломанные заготовки подвергаются взвешиванию на весах с группировкой их по весовым группам: легкая, средняя тяжелая масса. Подготовленные заготовки комплектуются поплавочно на промежуточном складе откуда подаются к нагревательным печам.

На участке нагревательных печей предусмотрен последовательный и параллельный нагрев заготовок.

* при последовательном режиме в первой печи заготовки нагреваются до температуры 900°С, затем пересаживаются во вторую печь, где подогреваются до температуры 1240-1280 °С.

* при параллельном режиме работы печей в каждой из них заготовки нагреваются до температуры 1240-1280 °С.

Посад заготовок в печи и их выдача осуществляются с помощью машины загрузки и выгрузки, при этом окна посада-выдачи закрываются заслонками. Общее время нагрева заготовок с составляет не менее 5 часов.

Нагретая заготовка по рольгангу подается на прессо-прокатный участок, где осуществляет, ее деформирование. Вначале производится сбив окалины с заготовки в специальной камере воде высокого давления 160-220 кг/см, имеющей 2 нижних и 2 верхних коллектора.

Далее по рольгангу заготовки транспортируются к осадочному прессу усилием 19 МН, где происходит предварительная осадка заготовок.

Осаженная заготовка с помощью убирающего перекладывателя устанавливаются на рольганг, который транспортирует ее к прессу усилием 49 МН. (осадка в технологическом кольце и разгонка металла пуансоном)

С помощью манипулятора и рольганга заготовка передается на формовочный пресс усилием 98 МН. (формовка заготовки)

Раскатка колеса по диаметру(колёса прокатный стан).

Далее колесо подается на нижний выгибной штамп пресса усилием 34,3 МН.(выгибка диска, калибровка обода, прошивка центрального отверстия.)

С пресса усилием 34,3 МН колесо по рольгангу поступает к камерам ускоренного охлаждения и конвейерным печам изотермической выдержки.

Изотермическая выдержка колес осуществляется в конвейерных проходных печах при температуре во всех зонах 600-650 °С. Температура колес на входе в печи должна быть в пределах 400-600 °С.

После изотермической выдержки колеса в стопах поплавочно поступают на промежуточный склад, где остывают до внутрицеховой температуры.

Остывшие колеса передаются на стенды осмотра черновых колес, где осматриваются и обмеряются по основным геометрическим параметрам. Колеса, имеющие исправимые дефекты, подаются к станкам ремонтной обточки КС -274 для устранения этих дефектов. Осмотренные колеса направляются на предварительную механическую обработку к станкам модели 1Б502. На этих станках производится:

* подрезка торца и обточка наружной поверхности ступицы с наружной стороны колеса;

* обточка наружной поверхности катания, гребня и боковых поверхностей обода с наружной и внутренней сторон колеса;

* выполняется технологический поясок на внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса.

В процессе продвижения по уборочному конвейеру колеса подвергаются обмазке специальным раствором (кремний, сода, вода) для обеспечения термохимической защиты от окалины.

Обточенные колеса электромостовыми кранами строго поплавочно передаются на промежуточный склад перед термоучастком, а затем к кольцевым нагревательным печам, где осуществляется их нагрев под термообработку. В зависимости от химического состава стали температура колес под закалку колеблется в пределах 900-950 °С. После нагрева до требуемой температуры колеса подвергаются закалке на машинах вертикального типа, а затем - отпуску в конвейерных печах, которые переходят в камеры замедленного охлаждения.

После отпуска колеса штабелируются гребнем вверх и поплавочно складируются на промежуточном складе, откуда подаются к станкам модели 1Д502С, на которых осуществляется подрезка торца и обточка наружной поверхности ступицы с внутренней стороны, и расточка отверстия ступицы колеса.

Обработанные колеса поступают на стенды осмотра, на которых производится их окончательная приемка, дефектные колеса поступают на ремонт. Со стенда годные колеса по заказу потребителя проходят дробеструйное упрочнение диска, а затем нанесение антикоррозийного покрытия. Готовые колеса, покрытые антикоррозийным составом, транспортируются на склад готовой продукции [3].

(ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат").

На ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" для получения исходной заготовки используется МНЛЗ для непрерывного литья около 800 тыс. т/год круглых заготовок диаметром 430 мм. Для раскроя непрерывнолитой заготовки на участке холодной резки цеха установлена пила фирмы MFL.

На комбинате функционирует прессо-прокатная линия поставки фирмы "SMS Eumuco", включающая три мощных пресса усилием 50, 90 и 50 МН (5,9 и 5 тыс. т), колесопрокатный стан "Draw" 1450 (рис. 2.10), установку гидросбива окалины с заготовки под давлением 30 МПа, маркировочную машину, лазерную измерительную установку, транспортные роботы-манипуляторы, обеспечивающие работу оборудования линии в автоматическом режиме. По технологии поставщика предусматривались операции осадки и фасонирования нагретой заготовки на прессе R5000 со свободным боковым течением металла, окончательной штамповки на прессе R9000, прокатки на колесопрокатном стане, калибровки чернового колеса с выгибкой диска и прошивкой отверстия в ступице на прессе К5000.

Участок полнопрофильной механической обработки колес, оборудован семью станками VDM120-12 фирмы "Hueller НШе" с компьютерным управлением процессом обточки для различных типов колес с возможностью балансировки колеса. Линия оснащена роботами-манипуляторами и работает в автоматическом режиме. После механической обработки диск колеса подвергается дробеметному упрочнению.

На комбинате эксплуатируеться линия выходного контроля с самым современным метрологическим обеспечением, включающая лазерный измеритель формы чистовых колес, установки УЗ-контроля внутренних дефектов и магнитопорошкового выявления поверхностных дефектов.

22.Оборудование комплекса микрометаллургического производства.

Микро-заводы позволяют в той или иной степени следовать основной тенденции в развитии металлургической промышленности в последние десятилетия, а именно, снижению удельных показателей по капиталоемкости, энергозатратам и расходу материалов на единицу готовой продукции.

К характерным особенностям подобных производств относятся:

* Организация для выплавки стали на вторичное сырьё. • размещение предприятия в непосредственной близости к потребителям, что позволяет существенно снизить транспортные расходы; • сжатые сроки разработки, создания и освоения комплексов (от 18 до 24 месяцев вместо 3 ... 4 лет); • компактная планировка и, соответственно, размещение на ограниченных площадях; • простота организационной структуры; • минимальные удельные капитальные затраты (по сравнению с металлургическими комбинатами уменьшение затрат составляет от 2 до 5 раз). • бездоменое производство, использующим в качестве источника сырья лом чёрных металлов или продукты прямого восстановления (ППВ-высококачественное металлосодержащее сырье, производимое из железной руды);

• технологической схемой производства продукции, включающей: выплавку стали в мощных дуговых электросталеплавильных печах, внепечную обработку на агрегатах "ковш-печь", непрерывную разливку и прокатку;

Состав оборуд. такого производства (ВНИИМетМаш)

Стали плавильная часть; Элекро - дуговые печи (ёмкость 70-90 т.), МНЛЗ(радиальный тип)

Сортовой или листовой прокатный стан

Для сортового стана сечение непрерывно - литой заготовки 150150 или 120120

Чаще такие установки используются для производства арматуры.

Микро металлургический завод (МИСиС)

1)Индукционный плавильный комплекс; 2)МНЛЗ; 3)Участок разливки в изложницы; 4) 3,4 стана винтовой прокатки, блок клетей продольной прокатки

В последнее время рекомендуется включать в состав оборудования пресс для осадки и

ковочный молот.

В МИСиС разработан комплекс сортовых станов которые производят круглый сорт прокат от 40 до 5 мм.(масса оборуд. не более 20 т)

В общем случае состав технологического оборудования микро-металлургического модуля будет подобен "традиционному" мини-заводу (см. рис.). В то же время, в каждом конкретном случае технологическая схема производства и технические характеристики оборудования будут соответствовать сортаменту конечной продукции и программе выпуска.

23. Сравнительный анализ оборудования станов РСП и станов планетарного типа.

Оборудование РСП

Одно из весьма эффективных направлений предложено и активно разрабатывается в МИСиС. В основу процесса обработки давлением положен принцип винтового движения деформируемого металла в двух- или трехвалковом калибре при высоких единичных и суммарных обжатиях. процесс получил название радиально-сдвиговой прокатки (РСП). (рис 1)Барабаны 1, в которых размещены рабочие валки 2 с подшипниковыми узлами, предназначены для изменения углов подачи. Ось поворота барабана перпендикулярна оси прокатки. Барабаны могут перемещаться в расточках крышки 3 и станины 4 параллельно своей оси под 120° друг к другу, благодаря чему обеспечивается изменение расстояния (калибра) между валками. На поверхности барабана 1 размещен зубчатый венец 5, находящийся в зацеплении с зубчатой рейкой 6. С цилиндрической поверхностью барабана взаимодействуют стопорные башмаки 7. Узлы барабанов, механизмов сведения и разведения валков аналогичны таким же узлам двухвалковых клетей. Узел станины представляет собой сборно-литую коробчатую конструкцию с фигурным разъемом. Крышка 3 с верхним барабаном 1 и валком 2 крепится к станине 4 шарнирами 8 и клиньями 9.

В 80-х годах фирма "Мannesmann" (Германия) разработала новый способ раскатки труб на длинной оправке с использованием трехвалкового планетарного стана (ТПС) с рабочими валками грибовидной формы, располагающимися в специальной вращающейся рабочей клети под углом 120° относительно друг друга. Принципиальная особенность этого способа прокатки - поступательное (осевое) перемещение деформируемого металла при отсутствии вращательного, что достигается в результате сообщения рабочей клети и валкам противоположных по направлению вращательных движений. При этом скорость вращения рабочей клети выбирают равной составляющей скорости, с которой валки, развернутые на заданный угол подачи, стремятся вращать деформируемую заготовку. В процессе развития и совершенствования процесса раскатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки была разработана конструкция редукционного трехвалкового планетарного стана (рис. 2.). Главный привод вращает барабан с обоймой, в которой на двух подшипниках установлены валы каждого из трех рабочих валков. Планетарный привод через планетарную передачу и промежуточные шестерни вращает валы, на концах которых консольно закреплены конические рабочие валки. Скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов. Барабан, в котором расположены валки под углом 120 град один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы.

Рис. 2.2 Схема редукционного планетарного стана (а) и очаг деформации:

1-рабочие валки;2-вращающаяся кассета; 3-неподвижная станина; 4-привод кассеты; 5- привод раб валков.

24. Состав и компоновка оборудования для производства мелкосортного проката из быстрорежущих сталей на базе стана РСП.

К мелкосортному прокату относят получаемые прутки o от до 15 мм. Быстрорежущие стали (Р6М5) относятся ко 2 гр., соответственно ,максимальный коэффициент вытяжки за проход при РСП µ=4,0.Рекомендуемые углы подачи ?=16?25?, частота вращения валков 70?80 об/мин. При продольной прокатке, использующейся в сочетании с РСП ,если на стан поступает квадратная заготовка, используем 4 клети продольной прокатки с коэф. вытяжки µ=1,1 и меньше (клети формоизменения ). Продольная прокатка применяется также для получения квадрата шестигранника или другого вида проката на завершающем этапе (блок клетей).

Общий состав оборудования прокатного комплекса на базе станов РСП включает: нагревательные печи, клети формоизменения, станы РСП, клети продольной прокатки

Калибровка валков для 2 гр.

Dв/dкmin =5,7 Lобщ=(0,6?0,8)Dв

25 .Преимущества и недостатки различных станов высоких обжатий.

Преимущества радиально-сдвиговой прокатки:

1)благоприятное напряженно деформированное состояние (НДС), что позволяет деформировать стали и сплавы широкого марочного сортамента и даже чугуны;

2) высокие коэффициенты вытяжки до 25;

3) широкий профилеразмерный сортамент, при прокатке на одних валках;

4) простота настройки на калибр (сведение и разведение) ;

5)для рабочего инструмента используются рядовые марки стали (такие как Ст. 35, Ст. 45 );

6) простота калибровки ;

Недостатки радиально-сдвиговой прокатки:

1) только круглый прокат;

2) при таком процессе осуществляется вращение заготовки, что не позволяет осуществлять непрерывную прокатку;

3) невысокая производительность.

Преимущества и недостатки планетарных станов высоких обжатий

Преимущества: скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов. Барабан, в котором расположены валки под углом 120° один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы.

Недостатки: большая масса вращающихся частей; большое количество зубчатых передач, в том числе конических; консольное крепление валков, что снижает жесткость клети. Все это усложняет эксплуатацию стана, поэтому такие агрегаты в настоящее время не получили широкого распространения в промышленности.

Преимущества планетарных станов с рабочими валками переменного профиля

- деформация в закрытом калибре в условиях, близких к всестороннему сжатию, обеспечивает обжатие 90..98% (вытяжка в 10..40раз) за один пропуск и прокатку даже наиболее труднодеформируемых металлов (Мо, Nb, W) из заготовки, полученной порошковым способом

- получение продукции с повышенными механическими и физическими свойствами (однородность структуры, пластичность, электропроводность)

- при производстве труб планетарный стан по производительности заменяет 2..4 стана ХПТ традиционной конструкции, способен выпускать и недоступные им качественные полые профильные изделия; при изготовлении прутков он заменяет 15-20 переходов на ротационно-ковочных машинах или волочильном оборудовании

Преимущества и недостатки станов ХПТ.

Преимущества:

а) получение труб с точными геометрическими размерами и особенно с малой эксцентричностью наружного диаметра относительно внутреннего. Допуски на внутренний или наружный диаметр могут быть выдержаны в пределах IV-V классов точности, а по толщине стенки составляют ±5-10%;

б) высокая чистота поверхности труб, соответствующая IV- VI классу;

в) высокий коэффициент выхода годного;

г) получение труб с отношением диаметра к толщине стенки 150 : 1 и более;

д) высокая степень деформации металла за проход (до 92- 95%);

е) достижение значительного упрочнения металла трубы при прокатке благодаря обжатию как по диаметру, так и по толщине стенки;

ж) прокатка труб переменного сечения, труб разнообразного профиля и др.

Характерной особенностью и достоинством станов холодной прокатки труб является возможность уменьшения площади поперечного сечения трубы за один цикл прокатки на 70..80% и получения вытяжки 14..18 и более.

Недостатком непрерывного стана холодной прокатки труб являются сложность изготовления рабочего инструмента (оправки и валков) и перенастройки стана с одного размера прокатываемых труб на другой, а также большой парк инструмента.

26.Конструкция планетарного стана поперечно-винтовой прокатки.

В процессе развития и совершенствования процесса раскатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки была разработана конструкция редукционного трехвалкового планетарного стана (рис. 2.2). Главный привод вращает барабан с обоймой, в которой на двух подшипниках установлены валы каждого из трех рабочих валков. Планетарный привод через планетарную передачу и промежуточные шестерни вращает валы, на концах которых консольно закреплены конические рабочие валки. Скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов.

Барабан, в котором расположены валки под углом 120 град один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы. Однако планетарные станы имеют недостатки: большую массу вращающихся частей; большое количество зубчатых передач, в том числе конических; консольное крепление валков, что снижает жесткость клети. Все это усложняет эксплуатацию стана, поэтому такие агрегаты в настоящее время не получили широкого распространения в промышленности.

27. Оборудование комплекса металлургического производства для сортового проката.

1.Сталеплавильная часть (электродуговые печи, емкостью 70-90 т-плавка)

2.Установка непрерывной разливки радиального типа

3.Сортовой или листовой прокатный стан. Для сортового стана сечения НЛЗ 150х150 или 120х120 чаще всего такие установки используются для производства арматуры.

Микрометаллургический завод (МИСиС) включает индукционный плавильный комплекс, МНЛЗ (150х150,120х120),участок разливки в изложницы,3-4 стана винтовой прокатки, блок клетей продольной прокатки. Плавильный комплекс с массой плавки ?1 тонна.

Участок отливки в изложницы предназначен для отливки в слитки высоколегированных марок стали. Станы винтовой прокатки могут работать как РСП так и для прошивки. В последнее время рекомендуется в состав оборудования включать пресс для осадки и ковочный молот.

В МИСиС разработан комплекс станов, который производит крупный сортовой прокат от o40 мм до o5 мм (8-5 мм-катанка). Масса оборудования не более 20 т. При этом качество проката, точность по диаметру ±0,5%,кривизна -0,75 мм на 1 погонный метр. Превышение физико-механических свойств в 1,5-2 раза по сравнению с продольной прокаткой.

28. Особенности деформации Ме в планетарных станах продольной и поперечно-винтовой прокатки

При продольной прокатке имеет место ламинарный характер течения металла. Деформация зависит от обжатия и диаметра валков.

При поперечно-винтовой прокатке - геликоидальное течение металла (по винтовой линии). Деформация зависит от угла подачи, обжатий. Степень накопления деформации больше чем при продольной прокатке. Длина траектории течения метала как минимум в 10 раз больше чем при продольной прокатке

29 = 42

30.Комплекс оборудования для деформирования различных марок сталей и сплавов исходного квадратного сечения на базе станов РСП

1 - нагревательная печь

2 - клети РСП

3 - блок клетей продольной прокатки для получения квадратного (шестигранного и др.) профиля

4 - транспортный рольганг

5 - шлеперные передаточные устройства

6 - охладительный стол

7 - клети формоизменения

Для исходного квадратного сечения на базе станов РСП применяются клети формоизменения - клети продольной прокатки. Их количество зависит от марок сталей: для 1-ой группы (сталь конструкционная, низколегированная, Ст.45) -2 ,с коэффициентом вытяжки в каждой клети µ=1,2; для второй и третьей группы - (2гр-сталь инструментальная и быстрорежущая У7-У13 ,Р6М5; 3гр-жаростойкие стали и сплавы ЭП220) - 4,с коэффициентом вытяжки в каждой клети µ=1,1.

Продольная прокатка также применятся для получения квадратного, шестигранного или др. вида проката на завершающем этапе. Но в любом случае эти клети продольной прокатки формообразующие и калибрующие, а основная деформация осуществляется на стане РСП- стан радиально-сдвиговой прокатки, трехвалковый.(для 1 гр. µ=8, для 2 гр. µ=4, для 3 гр. µ=2,3...2,8).

31. Сравнительные технические характеристики поперечно-планетарных станов и станов РСП

32.Современные ТПА со станом высоких обжатий.

В 80-х годах фирма "Мannesmann" (Германия) разработала новый способ раскатки труб на длинной оправке с использованием трехвалкового планетарного стана (ТПС) с рабочими валками грибовидной формы, располагающимися в специальной вращающейся рабочей клети под углом 120° относительно друг друга (рис. 2.1). Валки можно через систему передач приводить в движение от отдельного привода. Принципиальная особенность этого способа прокатки - поступательное (осевое) перемещение деформируемого металла при отсутствии вращательного, что достигается в результате сообщения рабочей клети и валкам противоположных по направлению вращательных движений. При этом скорость вращения рабочей клети выбирают равной составляющей скорости, с которой валки, развернутые на заданный угол подачи, стремятся вращать деформируемую заготовку.

Рис. 2.1. Принципиальная схема трехвалкового планетарного раскатного стана;

1 - главный привод барабана; 2 - планетарный привод рабочих валкой- 3 -рабочие валки

В процессе развития и совершенствования процесса раскатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки была разработана конструкция редукционного трехвалкового планетарного стана (рис. 2.2). Главный привод вращает барабан с обоймой, в которой на двух подшипниках установлены валы каждого из трех рабочих валков. Планетарный привод через планетарную передачу и промежуточные шестерни вращает валы, на концах которых консольно закреплены конические рабочие валки. Скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов.

Барабан, в котором расположены валки под углом 120 град один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы.

Рис. 2.2 Схема редукционного планетарного стана (а) и очаг деформации

I - рабочие валки; 2 - вращающаяся кассета; 3 - неподвижная станина; 4 - привод кассеты;

5 - привод рабочих валков

Операции технологического процесса производства труб на таком агрегате представлены на рис. 2.3. Прошитая толстостенная гильза поступает на входную сторону стана ТПС, где в нее вводится длинная оправка таким образом, чтобы она выступала за передний торец на величину равную - 100 мм. Одновременно на поверхность оправки наносится смазка. Затем гильза вместе с оправкой, удерживаемой при помощи специального механизма, с одинаковыми скоростями поступают в очаг деформации. С момента захвата гильзы валками для обеспечения лучшего качества внутренней поверхности труб оправка принудительно перемещается со скоростью, на 10 % превышающей скорость входа металла в валки. По окончании процесса прокатки задний торец трубы упирается в подъемный вилкообразный упор и оправка извлекается из трубы на входную сторону стана. В дальнейшем оправка последовательно передается в охладительную ванну, на позицию ожидания и, наконец, на позицию ввода ее в гильзу. Как правило, в обороте находится 4-6 поочередно сменяемых оправок. Значения коэффициентов вытяжек, достигаемых на ТПС за один проход, составляют 2-8. Длина труб может достигать 25-50 м, а после редукционно-растяжного стана >= 100 м. Скорость выхода металла из очага деформации стана составляет 0,5-0,8 м/с. На стане принципиально возможна прокатка труб с отношением D0/S0= 20 . Однако максимально достигнутые в настоящее время скорости выхода металла из очага деформации, равные 0,8 м/с, недостаточны для экономичного изготовления таких труб, поэтому фирма продолжает работы по обеспечению возможности увеличения скорости до 1,5 м/с. Угол раскатки равен 60°, угол образующей входного конуса валков - 15°. На валках имеются следующие участки: входной конус; гребень, раскатной и калибрующий участки.

Рис.12. Схема технологических операций при прокатке труб с использованием планетарного стана:

1- нагревательная печь; 2 - прошивной стан; 3 - полая заготовка - гильза; 4 -планетарный стан; 5 - редукционно-растяжной стан; 6 - оправка; 7 - пила для резки труб; 8 - охладительный стол

33.Оборудование модуля со станом холодной прокатки труб.

Технология производства холоднодеформированных труб

Для изготовления высококачественных холоднодеформированных труб, в основном, применяют холодную прокатку и волочение. Часто при производстве холоднодеформированных труб сочетают способы прокатки и волочения:

а - станы ХПТ ==> роликовые станы ==> безоправочное волочение;

б - станы ХПТ ==> роликовые станы одного диапазона ==> безоправочное волочение ==> роликовые станы другого диапазона ==> безоправочное волочение и другие сочетания.

Технологическая схема холодной прокатки труб зависит от стали или сплава, из которых изготовляют холоднодеформированные трубы, а также от размера и назначения таких труб. Со станов холодной прокатки трубы могут поступать в виде готовой продукции, при этом их могут прокатывать на станах одного, двух или трех типоразмеров последовательно, или же они могут поступать на холодное волочение после любой прокатки.

Заготовкой для производства холоднокатаных труб служат горячекатаные, прессованные и сварные трубы. Технологический процесс производства холоднокатаных труб состоит из ряда последовательных операций (подготовительных, основных и отделочных).(рис.2.1)

Рис.1.1 Схема технологического процесса производства холоднодеформированных труб (1 -22 см. текст)

При холодной прокатке трубную заготовку (рис.4.1) со склада 1 подают на инспекторские стеллажи 2, где проводится осмотр и отбраковка некачественной продукции. Годные заготовки набирают в пакеты 5. При необходимости обрезают концы труб на резцовых трубообрезных станках 4, так как для прокатки требуются заготовки с хорошо подготовленными концами, разрезают заготовки, если их длины превышают допустимую, которую может принять стан ХПТ. При производстве труб из специальных сталей и сплавов или сварных труб для снижения прочностных характеристик и снятия остаточных напряжений, а также для повышения пластичности и получения однородной структуры заготовки предварительно отжигу в печи 3. Набранные в пакеты 5 заготовки подвергают травлению растворами кислот в ванне 6, затем промывают в ванне 7 с горячей водой и в камере 8 струей холодной воды, подаваемой под давлением, нейтрализуют в ванне 9 в щелочном растворе. После этого заготовки просушивают в печи 10 и осматривают на стеллажах 11. Заготовки с дефектами ремонтируют на шлифовальных станках 12 или окончательно бракуют. На годные заготовки в ванне 13 наносят твердые покрытия (фосфатированием, оксалатированием, омеднением) и смазки, после чего подают заготовки для прокатки на станы 14.

Трубы, подвергаемые повторной холодной прокатке, поступают в печь 15, где проводится повторный отжиг, после чего они проходят промежуточную правку на эксцентриковом (кулачковом) прессе 16. Затем циклы операций (3-14) повторяются. Трубы после последнего прохода или последней прокатки поступают в печь 15 для отжига. Готовые трубы правят на прессе 16 и валковой правильной машине 17; затем концы труб на станках 18 обрезают, осматривают на инспекционных стеллажах 19 и по требованию заказчика трубы могут подвергаться гидроиспытаниям на прессе 20. После осмотра на стеллажах 19, если необходимо, трубы погружают в ванну 21, затем маркируют, упаковывают и передают на склад готовой продукции 22.

34. Особенности деформирования металла в станах РСП.

В отличие от традиционных трубных станов винтовой прокатки в станах РСП создаются условия не для разрыхления центральной зоны, а наоборот, для уплотнения и интенсивной деформационной и наработки металла во всем объеме проката. Здесь используется возможность широкого регулирования напряженно-деформированного состояния металла на принципах винтовой прокатки. В качестве основных управляющих факторов применяются большие углы подачи в сочетании с геометрией очага деформации.

Опыт работы на станах с повышенными углами подачи указывает на принципиальную достижимость уплотнения осевой зоны прокатываемых заготовок.

Процесс прокатки при больших углах подачи сопровождается не разрыхлением, а уплотнением осевой зоны. Явно выраженное положительное влияние больших углов подачи на улучшение технологической деформируемости заготовок принято связывать с ростом частных обжатий, повышением равномерности деформации, ограничением цикличности обработки.

Рис. 1 Влияние угла подачи валков на интенсивность закрытия осевых дефектов при прокатке сплошных заготовок в трехвалковом стане (? = 3,5).

угол подачи ?, град

Результаты технологических испытаний показали (рис. 1), что прокатка в области малых углов подачи (? = 6 ? 10°) сопровождается некоторым уменьшением площади поперечного сечения отверстия, однако меньшим, чей редуцирование площади сечения раската. В этом случае ? > 1.

С увеличением угла подачи характер деформированного состояния качественно изменяется и интенсивность залечивания дефектов резко возрастает. Площадь дефекта уменьшается быстрее чем площадь сечения заготовки. В области больших углов подачи ? = 21 ? 24°, при коэффициентах вытяжки и ? = 3 ? 4 удается достичь полного закрытия дефекта.

С технологической и конструктивной точки зрения более предпочтительной является трехвалковая схема прокатки, поскольку она реализуется без направляющего инструмента и практически неограничена по величине радиального обжатия за проход. Коэффициентами вытяжки за проход до 16 - 25.

При этом устраняются исходные несплошности и получается прокат с мелкораздробленной интенсивно проработанной структурой, высокой точностью геометрических размеров и качественной поверхностью. Двухвалковый стан имеет существенные ограничения по допустимому коэффициенту вытяжки за проход вследствие затекания металла в зазор между валками и направляющими дисками.

Для получения высококачественного сортового проката описанным методом потребовались специальные калибровки рабочих валков. Принципиально такие калибровки состоят из трех основных участков: захватного, обжимного и калибрующего. Участки выполняются, как правило, в виде конусов с различным углом наклона образующей валка к оси прокатки.

Значительные сдвиговые перемещения металла, которые доводят значения накопленной степени Деформации до уровня в 8 - 10 раз больше значений. Деформация преимущественно за счет сдвиговых перемещений сопровождается минимальным развитием растягивающих напряжений и, следовательно, способствует улучшению деформируемости заготовок. Геликоидальное истечение металла, циклический характер нарастания обжатия формируют очаг деформации с локальным приложением внешней нагрузки на сравнительно небольшой контактной поверхности. В результате потребные для формоизменения усилия и момент прокатки уменьшаются в 10 - 20 раз по сравнению с процессами продольной прокатки, прессования и т.д. Соответственно уменьшаются габариты и металлоемкость рабочих клетей.

35.Комплекс оборудования современного ТПА с непрерывным станом.

На современных трубопрокатных агрегатах с непрерывным станом производят бесшовные трубы диаметром от 16 до 426 мм с толщиной стенки 2-25 мм из углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей. ТПА с непрерывным станом предназначены в основном для выпуска труб нефтяного сортамента, поэтому в цехах сооружаются отделения для отделки этих труб, которые включают оборудование для высадки концов, термической обработки, нарезки и контроля.

В цехе Синарского трубного завода (рис. 6.6) на ТПА 80 выпускают трубы общего назначения и насосно-компрессорные диаметром 30 - 83 мм с толщиной стенки 2,5 -8,0 мм из углеродистых и легированных сталей. В качестве исходного материала применяется круглая катаная заготовка диаметром 90 - 120 мм и длиной до 1280. Заготовку нагревают в печи с шагающими балками до 1200 -90°С. Разрезают на мерные длины 1,4 - 3,0 м, массой 90-270 кг на ножницах горячей резки, зацентровывают и прошивают на двухвалковом прошивном стане в гильзы. Затем гильзы прокатывают на семиклетевом непрерывном стане с плавающей оправкой в черновые трубы диаметром до 91мм с толщиной стенки 2,5 - 8,0 мм и максимальной длинной 30м. Перед редуцированием трубы подогревают в проходной индукционной печи и редуцируют на 24-клетевом редукционно-растяжном стане с индивидуальным приводом валков.

Оборудование для отделки и сдачи труб скомпоновано в поточные линии. Комплексная автоматизации технологического процесса и управление производством обеспечивает минимальные отходы металла в процессе производства и сокращение простоев, а также ведение процесса на всех станах в оптимальных технологических режимах.

Последовательность операций при производстве бесшовных горячекатаных труб на ТПА с непрерывным станом PQF.

Исходным материалом для процесса горячей прокатки являются НЛЗ круглого сечения диаметром 210 и 300мм. После визуального контроля они поступают на участок порезки на мерные длины. Длина мерных заготовок составляет от 1790 до 3800 мм и вес от 990 до 2021 кг для диаметров 210 и 300 мм соответственно. Заготовки нагреваются в печах с вращающимся подом до температуры прокатки (ок. 1280 °С). Полное время нагрева составляет около 1 часа. Равномерность нагрева заготовки составляет ±15?С.

После нагрева, заготовки подаются на прошивной стан с грибовидными валками и приводными дисками Дишера. Коэффициент овализации в этом стане составляет 1,05-1.1, а обжатие в пережиме 13%.

После прошивки полая заготовка транспортируется на непрерывный стан PQF. Стан PQF - Premium Quality Finishing Mill - является важнейшей частью данной прокатной линии. Во избежание образования внутренней окалины, перед подачей гильзы на входной участок стана в нее задувается раскисляющий порошок.

Перед подачей на прокатный стан наружная поверхность полых заготовок подвергается гидросбиву окалины под высоким давлением.

Стан PQF состоит из 5 расположенных друг за другом 3-валковых прокатных клетей, которые установлены со смещением на 60° относительно друг друга.

Движущийся под контролем в сопутствующем режиме стержень с оправкой после снятия гильзы снова возвращается в выходную часть стана, где производится замена на уже остывший стержень с оправкой. В обращении имеются всего около 6 стержней с оправками.

3х-валковый извлекательный стан имеет 8 клетей и служит калибровочным станом для гильз, предназначенных для изготовления готовых труб размером > 219,1 мм. За ним следует подогревательная печь для выравнивания температуры трубы.

На выходе из подогревательной печи с трубы удаляется окалина при помощи напорной воды, вслед за этим на редукционно-растяжном стане проводится прокатка без внутреннего инструмента до достижения размеров готовой трубы (размеры готовых труб в диапазоне 73,0 -219,1 мм).

На выходе с редукционно-растяжного стана трубные нити с диаметрами менее 127 мм могут быть обрезаны на концах ротационной пилой, либо разрезаны на мерные длины.

После этого производится охлаждение труб на холодильнике с шагающими балками. После охлаждения трубы, уложенные слоями, подаются для резки на пилы, где ведется послойное разрезание на длины готовых труб.

36.Преимущества и недостатки прокатных модулей РСП.

Преимущества радиально-сдвиговой прокатки:

1)благоприятное напряженно деформированное состояние (НДС), что позволяет деформировать стали и сплавы широкого марочного сортамента и даже чугуны;

2) высокие коэффициенты вытяжки до 25;

3) широкий профилеразмерный сортамент, при прокатке на одних валках;

4) простота настройки на калибр (сведение и разведение) ;

5)для рабочего инструмента используются рядовые марки стали (такие как Ст. 35, Ст. 45 );

6) простота калибровки ;

Недостатки радиально-сдвиговой прокатки:

1) только круглый прокат;

2) при таком процессе осуществляется вращение заготовки, что не позволяет осуществлять непрерывную прокатку;

3) невысокая производительность.

37. Современные комплексы оборудования для производства железнодорожных колёс.

Колеса в процессе эксплуатации испытывают ряд физико-механических воздействий, например, в местах стыка рельсов при движении вагонов колеса подвергаются значительным динамическим воздействиям. Одновременно между контактными поверхностями колеса и рельса проявляется трение-скольжение. Колеса работают при знакопеременных температурных условиях. Эти основные факторы обусловливают определенный технологический процесс производства колес. Специально для колес определен следующий химический состав стали, %: 0,52-0,60 С; 0,5-0,9 Мп; 0,17-0,37 Si; 0,04 PuS; 0,25 Cr. Для железнодорожного транспорта применяется четыре типа колес, размер которых определяется диаметром, измеряемым по большей части контактной поверхности колеса (рис. 199). В настоящее время производство колес осуществляется путем сочетания двух процессов обработки металлов давлением: прокатки и кузнечно-прессовой обработки, причем кузнечно-прессовых операций применяется значительно больше, чем прокатных.

Основные технологические операции производства колес следующие (рис. 200). резка и ломка холодных слитков на заготовки со взвешиванием и рассортировкой последних по весовым группам (см. рис. 200, а); нагрев заготовки в печах до заданной технологической температуры; обжатие (осадка) и прошивка отверстия в заготовке на прессе № 1 (см. рис. 200,6); формовка заготовки в колесо на прессе № 2 (см. рис. 200,в); раскатка заготовки в колесо (см. рис. 200,г); калибровка колес и выгибка диска на прессе № 3 (см. рис. 200,д); термическая обработка колес; механическая обработка колес. При указанной последовательности технологических операций поверхность катания колес подвергается закалке и отпуску, благодаря чему повышается износостойкость колес.

Технологический процесс производства колес на стане сводится к следующему. Слитки шестигранной и двенадцатигранной формы массой 3-3,2 т и периметром, измеренным на высоте 1 м от данной плоскости, 1613-1632 мм разрезаются на шесть или пять заготовок, соответственно размеру колеса. Каждая группа периметров имеет самостоятельный раскрой. Перед разрезкой слитки тщательно осматривают и поверхностные пороки удаляют вырубкой или автогенной зачисткой. Разрезка слитков осуществляется на специальных многорезцовых слиткоразрезных станках, при этом рез производится не на всю глубину, а оставляется шейка и далее слиток разламывается на части с помощью слитколомателя, представляющего собой клин, выполненный на конце штока. Нагрев заготовки производится до температуры 1200-1250° С в специальных печах секционного нагрева с вращающимся подом. Печи разделены на четыре зоны: подогревательную, две нагревательные и выдержки. Загрузка заготовок в печь и выдача их из нее осуществляются с помощью напольных машин. Нагретая заготовка после удаления окалины подается на пресс № 1, где производится свободная осадка заготовки до высоты при мерно 200 мм, что отвечает технологическим параметрам. При этом оставшаяся окалина сдувается с помощью пара; затем эта заготовка вторично подвергается осадке до высоты примерно 105 мм с одновременным выполнением прошивки отверстия. Далее в прессе № 2 производится штамповка намечаемых ступицы и обода колеса. После оформившихся ступицы и обода заготовка в таком виде подается в раскатный семивалковый стан, где окончательно формуются обод, диск, ступица. Прокатанное колесо передается в пресс № 3, где производится калибровка колеса по наружным размерам с допуском на механическую обработку и выгибание диска; одновременно на этом же прессе прошивают в диске два отверстия и производится нанесение клейма (марка стали и дата изготовления). Технологическим процессом устанавливается, что калиброванные колеса после пресса № 3 должны иметь температуру не ниже 800-850° С. Охлаждение колес производится на шлепперном холодильнике с регулируемой скоростью движения до температуры 550-600° С. После этого производится их нагрев в кольцевых печах до закалочной температуры (t°C=850-920° С) в течение 2 ч. Закалка осуществляется на особых закалочных столах; частота вращения колеса 30 об/мин. На поверхность катания в течение 60- 80 с под давлением 4 атм, подается вода, нагретая до температуры 25-30° С. После закалки колеса подвергаются отпуску: нагрев в колодцевых отпускных печах и совместное охлаждение до температуры 350-400° С, затем эти колеса выдаются из печей и охлаждаются на воздухе.Наличие обточных и расточных станков, устанавливаемых в колесопрокатном цехе, позволяет выдавать из цеха вполне готовые колеса.

39. Преимущества и недостатки планетарных станов высоких обжатий

Преимущества: скручивание заготовки в процессе ее деформации не происходит, оно предотвращается согласованием скоростей вращения главного и планетарного приводов. Барабан, в котором расположены валки под углом 120° один относительно другого с обеих сторон, установлен на подшипниках качения. При неподвижном барабане с помощью электропривода можно одновременно перемещать все три рабочих валка, настраивая их на прокатку трубы другого типоразмера. Величина подачи металла регулируется углом подачи. Заготовка подается в валки через пустотелый шпиндель. Редукционный стан данной конструкции может использоваться как для раскатки гильзы в трубу, так и для увеличения диаметра трубы.

Недостатки: большая масса вращающихся частей; большое количество зубчатых передач, в том числе конических; консольное крепление валков, что снижает жесткость клети. Все это усложняет эксплуатацию стана, поэтому такие агрегаты в настоящее время не получили широкого распространения в промышленности.

Преимущества планетарных станов с рабочими валками переменного профиля

- деформация в закрытом калибре в условиях, близких к всестороннему сжатию, обеспечивает обжатие 90..98% (вытяжка в 10..40раз) за один пропуск и прокатку даже наиболее труднодеформируемых металлов (Мо, Nb, W) из заготовки, полученной порошковым способом

- получение продукции с повышенными механическими и физическими свойствами (однородность структуры, пластичность, электропроводность)

- при производстве труб планетарный стан по производительности заменяет 2..4 стана ХПТ традиционной конструкции, способен выпускать и недоступные им качественные полые профильные изделия; при изготовлении прутков он заменяет 15-20 переходов на ротационно-ковочных машинах или волочильном оборудовании

40. Технологические схемы производства железнодорожных колес

По способу изготовления цельные колеса можно разделить на литые, штампованные и штамповано-катаные. Последние обычно называют цельнокатаными. Современное производство цельнокатаных колёс включает в себя ряд разнообразных технологических процессов и участков. Это участки подготовки заготовок, их нагрева, горячей деформации, механической обработки, контроля и испытаний колес. За рубежом производство цельнокатаных колес объединяют с производством осей и выпускают колесные пары, что является экономически более эффективным.

Наиболее широкое применение, как в России, так и за рубежом получили методы изготовления колёс с использованием операций штамповки и прокатки. При этом схема деформирования заготовок включает предварительную осадку для удаления окалины с боковых поверхностей; осадку в кольце; разгонку металла пуансоном для требуемого распределения его между отдельными элементами колеса; формовку ступицы и прилегающей к нему части диска окончательно, а обода и другой части диска предварительно; прокатку обода и прилегающей к нему части диска на стане; выгибку диска и калибровку геометрической формы и размеров колеса; прошивку отверстия в ступице. Для осуществления этого процесса применяют несколько гидравлических прессов и колёсопрокатный стан.

Рис. 1.1 Схема производства железнодорожных колес: 1 - электродуговая печь; 2 - сифонная разливка стали; 3- слиток; 4 - порезка слитков; 5 - заготовка; 6 - кольцевая печь; 7 - гидросбив окалины; 8 - формовочный пресс; 9 - колесопрокатный стан вертикального типа; 10 - прошивной и выгибной пресс; 11 -клеймителъ; 12 -лазерная дефектоскопия.

На рис. 1.2 и 1.3 представлены схемы производства железнодорожных колес методом штамповки в сочетании с прокаткой

Рис.1.2 Схема производства железнодорожных колес 1 - электродуговая печь; 2 - сифонная разливка стали; 3- слиток; 4 - порезка слитков; 5 - заготовка; 6 - кольцевая печь; 7 - гидросбив окачины; 8 - пресс: 9 - формовочный пресс; 10 - прошивной пресс: 11- печь с шагающим подом; 12 - колесопрокатный стан вертикального типа; 13 - выгибной пресс

Рис.1.3 Схема производства железнодорожных колес: 1 - электродуговая печь; 2 - вакуумирование; 3 - сифонная разливка стали; 4- слиток; 5 - порезка слитков; 6 - заготовка; 7 - кольцевая печь; 8 - гидросбив окалины; 9 - осадочный пресс; 10 - формовочный пресс; 11 - прошивной пресс; 12 - колесопрокатный стан горизонтального типа; 13 - выгибной пресс

Рассмотрим подробнее процесс производства штампованно-катаных железнодорожных колёс представленных на рис.1.4 (ОАО "Выксунский металлургический завод").В качестве исходной заготовки для изготовления железнодорожных колес используются слитки спокойной мартеновской стали, отлитые в изложницы сифонным способом круглого сечения.

Слитки поступают из мартеновского цеха на склад подготовительного отделения на железнодорожных платформах. С помощью мостовых кранов они выгружаются и укладываются в штабели. Отсюда слитки также мостовыми кранами подаются на слиткоразрезные станки модели 18Ал65, на которых производится раскрой и надрезка их на колесные заготовки. Приемка слитков на склад от мартеновского цеха осуществляется поплавочно при наличии сертификата, в котором указывается количество слитков, химический состав плавки и назначение. Передача слитков на слиткоразрезные станки производится поплавочно.

Надрезанные слитки укладываются на промежуточном складе участка ломки слитков и подготовки заготовок, где производится их ломка. Здесь донная и прибыльная части удаляются, а остальные заготовки проходят контроль состояния поверхности, маркируются, а при необходимости: подвергаются ремонту. По ходу продвижения в потоке слитколомателя поломанные заготовки подвергаются взвешиванию на весах с группировкой их по весовым группам: легкая, средняя, тяжелая масса. Подготовленные заготовки комплектуются поплавочно на промежуточном складе, откуда подаются к нагревательным печам.

На участке нагревательных печей предусмотрен последовательный и параллельный нагрев заготовок.

* при последовательном режиме в первой печи заготовки нагреваются до температуры 900°С, затем пересаживаются во вторую печь, где подогреваются до температуры 1240-1280 °С.

* при параллельном режиме работы печей в каждой из них заготовки нагреваются до температуры 1240-1280 °С.

Посад заготовок в печи и их выдача осуществляются с помощью машины загрузки и выгрузки, при этом окна посада-выдачи закрываются заслонками. Общее время нагрева заготовок с составляет не менее 5 часов.

Нагретая заготовка по рольгангу подается на прессо-прокатный участок, где осуществляет, ее деформирование. Вначале производится сбив окалины с заготовки в специальной камере воде высокого давления 160-220 кг/см, имеющей 2 нижних и 2 верхних коллектора. Далее по рольгангу заготовки транспортируются к осадочному прессу усилием 19 МН, где происходит предварительная осадка заготовок. Осаженная заготовка с помощью убирающего перекладывателя устанавливаются на рольганг, который транспортирует ее к прессу усилием 49 МН. С помощью манипулятора и рольганга заготовка передается на формовочный пресс усилием 98 МН. Далее колесо подается на нижний выгибной штамп пресса усилием 34,3 МН. С пресса усилием 34,3 МН колесо по рольгангу поступает к камерам ускоренного охлаждения и конвейерным печам изотермической выдержки.

Изотермическая выдержка колес осуществляется в конвейерных проходных печах при температуре во всех зонах 600-650 °С. Температура колес на входе в печи должна быть в пределах 400-600 °С.

В процессе продвижения по уборочному конвейеру колеса подвергаются обмазке специальным раствором (кремний, сода, вода) для обеспечения термохимической защиты от окалины.

Обточенные колеса электромостовыми кранами строго поплавочно передаются на промежуточный склад перед термоучастком, а затем к кольцевым нагревательным печам, где осуществляется их нагрев под термообработку. В зависимости от химического состава стали температура колес под закалку колеблется в пределах 900-950 °С. После нагрева до требуемой температуры колеса подвергаются закалке на машинах вертикального типа, а затем - отпуску в конвейерных печах, которые переходят в камеры замедленного охлаждения.

Рассмотрим процесс производства штампованно-катаных железнодорожных колёс представленный на рис. 1.5 (ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат").

Рис. 1.5 Технологическая схема производства колёс

Отличия в технологии и оборудовании на НТМК

1. Применение НЛЗ

2. Используется 3 пресса, а не 4

3. Используется КПС вертикального типа

4. Порезка НЛЗ на колесные заготовки осуществляется полностью пилами (на ВМЗ на токарных станках и пилами)

41. Прокатный модуль для производства шаров

Такие модули созданы во ВНИИ МЕТМАШ для пр-ва шаров (Шаропрок.станы20...125).

Получают методом горячей прокатки на станах поперечно-винтовой прокатки. Шары используют для раздробления различных руд.

Технология. Цилиндрические заготовки подаются в нагревательную печь (газового или индуцированного нагрева,1050?С), далее заготовки поступают на станы поперечно-винтовой прокатки, затем шары подаются на участок термообработки, затем остужаются до температуры закалки (820-850 ?С).

Затем задаются в закалочный барабан, где интенсивно охлаждаются водой.

Далее закаленные шары поступают в контейнер, где охлаждаются на воздухе.

Преимущества по сравнению со штамповкой: позволяет повысить производительность до 8 раз и при этом на 15% снизить расход металла.

Длины заготовки 4-6м, температура прокатки 1000-1100 ?С.

Диаметр валков от 240 до 690

Мощность двигателя 250-900 кВт

Максимальные габариты 5,5х25м

1-печь, 2-стан двухв.попер.прок., 3-коробка с шарами, 4-закалка, 5-охлаждение водой, 6-охлаждение возд., 7-склад

42. Конструкция станов РСП

В основу процесса обработки давлением положен принцип винтового движения деформируемого металла в двух- или трехвалковом калибре при высоких единичных и суммарных обжатиях. В силу ряда характерных особенностей процесс получил название радиально-сдвиговой прокатки (РСП).

В отличие от традиционных трубных станов винтовой прокатки в станах РСП создаются условия не для разрыхления центральной зоны, а наоборот, для уплотнения и интенсивной деформационной проработки металла во всем объеме проката. Здесь используется возможность широкого регулирования напряженно-деформированного состояния металла на принципах винтовой прокатки.

В качестве основных управляющих факторов применяются большие углы подачи в сочетании с геометрией очага деформации.

ЭТО ПРИМЕР (Нужно сказать, что существует 2 вида станов: 1) со стационарной осью прокатки- в этом случае приводятся все три валка и требуется регулируемый стол подачи, 2)со стационарной нижней образующей- тогда нижний валок не приводится, приводными являются 2 верхних валка)

Прокатный состоит из рабочей клети 1, индивидуальных главных приводов рабочих валков от мотор-редукторов 2 через шпиндельные передачи 3, входной стороны с обогреваемой проводкой 4, выходной стороны 5 и накопительного стеллажа 6 (рис.1).

Рис. 1. План расположения основных механизмов и устройств министана "14-40" Рабочая клеть (рис 2, 3) включает неподвижный внешний корпус 1, внутри которого размешена подвижная станина 2. В радиальных расточках станины 2 размещены кассеты 3 с рабочими валками 4. Рабочие валки монтируются в кассетах на подшипниках скольжения. Кассеты 3 скреплены с корпусом 1 подпружиненными тягами 5 через прорези в станине 2. Станина 2 снабжена приводом осевого перемещения от мотор-редуктора 9 через стяжки 8.

Рис. 2. Внешний вид клети мини стана "14-40" Рис. 3. Продольный разрез клети мини стана "14-40"

Клеть работает следующим образом. Рабочие валки расположены вокруг оси стана через 1200, образуя замкнутый трехвалковый калибр. Кассеты 3 и подвижная станина 2, образуют клиновую пару. При перемещении станины по ходу прокатки все три кассеты с валками перемещаются на свод к оси прокатки. Диаметр калибра уменьшается. При обратном движении станины пружины тяг 5 разводят валки. Диаметр калибра увеличивается.

Направление клиновой пары "станина-кассета" выбрано, таким образом, что усилие металла на валки при прокатке реализует режим самостопорения с образованием короткозамкнутого силового контура. Усилие прокатки вызывает реакцию в клиновой паре, направленную на компенсацию упругой деформации элементов конструкции. Это обеспечивает высокую жесткость калибра при облегченности конструкции в целом. Потребность в силовом установочно-нажимном механизме, рассчитанном на полное усилие прокатки, отпадает. Режим самостопорения, разгружая механизмы настройки валков, снимает ограничения на применение в них тонких элементов высокой разрешающей способности.

Перемещение станины для настройки валков выполняется от мотор-редуктора 9 через стяжки 8 и пару "винт-гайка".

Рабочие валки, имеющие специальную конфигурацию , ориентированы в пространстве оптимальным образом под углами раскатки и подачи к оси прокатки.

Подшипниковые опоры рабочих валков выполнены в виде бронзовых втулок, воспринимают радиальную нагрузку. В данном случае устанавливается периодическая подача смазки (через каждые 100 кг проката), это связано с тем, что подшипники находятся в непосредственной близости с горячим металлом. Валки и втулки являются расходным материалом.

Входящая заготовка и получаемый прокат удерживаются на оси прокатки с помощью проводок. Внутренний диаметр проводок должен быть на 3...8 мм больше диаметра заготовки и проката соответсвтенно.

43.Комплекс оборудования для пр-ва сварных труб с прессом пошаговой формовки

Одним из основных участков при производстве трубы по J-O-образной схеме является пресс пошаговой формовки (ППФ). На этом участке формируется конечная кривизна основной (большей) части профиля заготовки.

Процесс изгиба осуществляется следующим образом. После подгибки кромок по транспортным рольгангам заготовка поступает на ППФ и устанавливается на бойки в рабочей зоне, примыкающей к левой подогнутой кромке (рис. 1).

Затем профилированный пуансон опускается на запрограммированную величину h и формирует конечную кривизну первого единичного участка (рис. 2, а).

После завершения операции формовки пуансон поднимается, при этом все сформованные участки (контактный и неконтактный) первого шага р -спружиниваются на различные радиусы (рис. 2, б).

Далее заготовка перемещается В поперечном направлении на величину шага подачи пуансон опускается на определенную величину и формирует конечную кривизну второго участка.

Процессы пошаговой установки и формовки повторяются до тех пор, пока не будет изс гнута левая (первая) половина профиля заготовки (рис. 3, а). Затем заготовка устанавливается в рабочей зоне для формовки участка профиля, примыкающего к другой подогнутой

кромке (рис. 3, б), после чего выполняется аналогичный процесс шаговой формовки второй половины профиля заготовки.

Завершающим этапом формовки на ППФ после формовки второй половины заготовки является выполнение посередине заготовки центрального шага (рис. 4). Затем заготовка выталкивается из пресса в продольном направлении.

44.Оборудование заготовительного участка КПЦ

(на выксе)

В качестве исходной заготовки для изготовления железнодорожных колес используются слитки спокойной мартеновской стали, отлитые в изложницы сифонным способом круглого сечения.

Слитки поступают из мартеновского цеха на склад подготовительного отделения на железнодорожных платформах. С помощью мостовых кранов они выгружаются и укладываются в штабели. Отсюда слитки также мостовыми кранами подаются на слиткоразрезные станки модели; 18Ал65, на которых производится раскрой и надрезка их на колесные заготовки. Приемка слитков на склад от мартеновского цеха осуществляется поплавочно при наличии сертификата, в котором указывается количество слитков, химический состав плавки и назначение. Передача слитков на слиткоразрезные станки производится поплавочно.

Надрезанные слитки укладываются на промежуточном складе участка ломки слитков и подготовки заготовок, где производится их ломка. Здесь донная и прибыльная части удаляются, а остальные заготовки проходят контроль состояния поверхности, маркируются, а при необходимости: подвергаются ремонту. По ходу продвижения в потоке слитколомателя поломанные заготовки подвергаются взвешиванию на весах с группировкой их по весовым группам: легкая, средняя тяжелая масса. Подготовленные заготовки комплектуются поплавочно на промежуточном складе откуда подаются к нагревательным печам.

На участке нагревательных печей предусмотрен последовательный и параллельный нагрев заготовок.

* при последовательном режиме в первой печи заготовки нагреваются до температуры 900°С, затем пересаживаются во вторую печь, где подогреваются до температуры 1240-1280 °С.

* при параллельном режиме работы печей в каждой из них заготовки нагреваются до температуры 1240-1280 °С.

Посад заготовок в печи и их выдача осуществляются с помощью машины загрузки и выгрузки, при этом окна посада-выдачи закрываются заслонками. Общее время нагрева заготовок с составляет не менее 5 часов. производится сбив окалины с заготовки в специальной камере воде высокого давления 160-220 кг/см, имеющей 2 нижних и 2 верхних коллектора. Далее Нагретая заготовка по рольгангу подается на прессо-прокатный участок

(тагил)

На ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" для получения исходной заготовки используется МНЛЗ для непрерывного литья около 800 тыс. т/год круглых заготовок диаметром 430 мм. Для раскроя непрерывнолитой заготовки на участке холодной резки цеха установлена пила фирмы MFL. (больше нет)

Слиток в склад - оборудование для деления слитка на колесные заготовки - слиткоразрезные станки - пресс для поломки шейки - пилы дисковые - рольганги для подачи к печам

45 = 10 2

40

Показать полностью…
6 Мб, 22 июня 2012 в 0:11 - Россия, Москва, НИТУ МИСиС, 2012 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении