Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2003
| Вид материала | Учебное пособие |
Содержание3.4.Листопрокатное производство Горячая прокатка 1 — размыватель полосы-подложки; 2 Расход металла Расход электроэнергии Расход тепла Расход воды |
- Учебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург, 1380.47kb.
- Методические указания Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2007, 1378.97kb.
- Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный политехнический, 2776.63kb.
- Учебное пособие Санкт-Петербург 2011 удк 621. 38. 049. 77(075) Поляков, 643.33kb.
- Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2004, 1302.72kb.
- Учебное пособие Санкт-Петербург 2009 удк 802., 485.15kb.
- Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2006, 1935.03kb.
- Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2006, 648.91kb.
- Новые поступления в библиотеку балтийского русского института, 158.89kb.
- Методические указания Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2003, 1310.56kb.
3.4.ЛИСТОПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
В современных условиях развитие листопрокатного производства непрерывно совершенствуется для повышения как качества горяче- и холоднокатаных листов, полос, лент, так и повышения эффективности производства. С этой целью кардинально меняются технологические схемы производства, совершенствуются типовые технологические процессы, создаются новейшие системы управления и оборудование.
Горячая прокатка, которая позволяет резко увеличить размеры и массу слитков, исключает промежуточные обжиги, необходимые при холодной прокатке, значительно повышает производительность станов и выход годного, уменьшает производственный цикл обработки изделия. Вместе с тем горячая прокатка, по сравнению с холодной, имеет ряд недостатков: 1) из-за узкого интервала пластичности некоторые сплавы нельзя прокатывать вгорячую; 2) нагрев слитков требует нагревательных устройств, рабочих по их обслуживанию, расхода топлива, энергоносителей и обусловливает потерю металла в связи с его угаром; 3) точность размеров изделий, полученных горячей прокаткой, ниже, чем при холодной прокатке.
За последние 15–20 лет соотношение производства сортового и листового проката в России мало изменилось и составляет 3:2, в то время как в большинстве передовых стран оно уже давно достигло уровня 2:3. Как известно, чем меньше сортового проката в металлопродукции, тем меньше потери металла в процессе производства и использования. Сложившуюся ситуацию можно объяснять, учитывая следующие обстоятельства.
Рис. 52. Принципиальные схемы производства горячекатаных полос из непрерывнолитых слябов: а — обычная технология (толщина сляба 200–250 мм); б — обычная технология с горячей посадкой сляба толщиной 200–250 мм; в — тонкие слябы
Первое — острая потребность в металле для восстановления разрушенного войной народного хозяйства вызывала необходимость задействовать и довоенные прокатные станы, подавляющее большинство которых были сортовой специализации. Второе — металлопотребляющие отрасли (машиностроение и строительство) по технологии и составу оборудования также довоенных времен специализировались на преимущественном использовании сортового проката. Возможно, это обстоятельство сказалось и на особенно медленном развитии производства холоднокатаного листа.
Предпочтительное использование сортового проката перед листовым до сих пор является главным тормозом совершенствования национальной структуры сортамента металлопродукции.
До 1917 г. в России было 250 прокатных станов. Первый блюминг 1150 в нашей стране был установлен на Макеевском заводе в 1933 г., первый широкополосный стан — в 1937 г., первый слябинг — на заводе “Электросталь” в 1937 г.
Сейчас в мире наибольший объем горячекатаных полос получают на крупных интегрированных заводах с полным металлургическим циклом, где в качестве исходной заготовки используют непрерывнолитой сляб толщиной 150–300 мм (рис. 52). Технология непрерывного литья изменила структуру сталеплавильного производства и технологию прокатки. Непрерывнолитой металл котируется достаточно высоко по качественным показателям и пользуется большим спросом у потребителей.
Технология непрерывного литья слябов позволяет производить любую листовую продукцию с более высоким выходом годного (до 97 %), чем по традиционной схеме “изложница—сляб”, и лучшего качества.
Инверсионное литье (рис. 53) представляет собой процесс, по которому полоска-подложка с определенной температурой (например, комнатной), толщиной 0,5–2 мм пропускается в течение определенного времени через ванну с жидкой сталью, имеющей контролируемую температуру. Во время контакта между полосой-подложкой и ванной некоторое количество жидкого металла кристаллизуется на подложке и вытягивается вместе с ней в виде композиционного изделия с контролируемой конечной толщиной.
Рис. 53. Принципиальные схемы производства холоднокатаных полос
Рис. 54. Схема инверсионного литья полос и их холодной прокатки: 1 — размыватель полосы-подложки; 2 — ванна с расплавленным металлом; 3 — обжатие полосы с горячим покрытием; 4 — стан холодной прокатки; 5 — моталка
По такой технологии производятся круглые изделия и фасонные профили, а также композиционный материал в виде листов толщиной 1–10 мм и шириной 200–1000 мм, которые могут быть переданы для дальнейшего передела непосредственно на стан холодной прокатки (рис. 54).
В структуре себестоимости полос холоднокатаной стали около 83–87 % составляют затраты на металл и 17–13 % — затраты по переделу. В цехах холодной прокатки затраты по переделу распределяются следующим образом: 19–25 % травление, 18–20 % термическая обработка, 63–55 % собственно прокатка и отделка.
Основную массу производимого холоднокатаного листа составляют автомобильный лист, электротехнические и нержавеющие стали. Кузов автомобиля изготовлен холодной штамповкой (и точечной сваркой) из тонкого (0,5–3 мм) листа. На производство 45 млн. автомобилей в год в мире расходуется 80 млн. т холоднокатаного листа из низкоуглеродистой стали.
Обычно до толщины около 2 мм лист доводят горячей прокаткой на непрерывном широкополосном стане, затем окалину удаляют травлением. После холодной прокатки до конечной толщины полосу отжигают.
Более 1 млн. т тонкого (0,50, 0,35 или 0,27 мм, за рубежом до 0,23 мм) холоднокатаного листа составляют электротехническая (трансформаторная) и динамная стали. Пакеты пластин трансформаторной стали собирают в замкнутое ярмо — сердечник трансформатора; из динамной стали вырубают диски со многими пазами по радиусу, собирают их в пакеты (статор и ротор электромотора), а в пазы укладывают обмотку.
Лист и трубы из нержавеющей стали — основной материал для резервуаров и аппаратуры химической и пищевой промышленности, криогенной и бытовой техники (баки стиральных машин, посуда и кухонные агрегаты).
Технико-экономические показатели работы листовых прокатных станов следующие.
Расход металла. При горячей прокатке толстолистовой стали расход металла определяется его потерями в виде окалины при нагреве и прокатке, в виде обрези боковых кромок, обрези переднего и заднего концов. В зависимости от состава стали, размеров листа, требований, предъявляемых к готовым листам, коэффициент расхода металла составляет 1,05–1,25.
Расход электроэнергии на листовых прокатных станах зависит от степени уменьшения площади поперечного сечения, температуры прокатки, химического состава стали, совершенства конструкции главной линии прокатного стана и вспомогательного оборудования. При горячей прокатке на широкополосном стане на 1 т проката расходуется 218 МДж, при холодной прокатке расход электроэнергии составляет 360–1080 МДж.
Расход тепла при нагреве слябов 2100–2520 МДж/т; в термических отделениях цехов холодной прокатки листов расходуется 1100 МДж/т.
Расход валков на листовых прокатных станах от 0,8 до 1,5 кг/т.
Расход воды на листовых прокатных станах горячей прокатки 2600–7500 м3/ч.