Инновационные технологии сортопрокатного производства

Приведены примеры решения различных технических задач производства, основанные на использовании резерва втягивающих сил трения в очагах деформации рабочих клетей прокатных станов. Показано, что за счет использования неприводных деформирующих устройств в линиях сортопрокатных станов можно решать акту...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Жучков, С.М., Лохматов, А.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Національна Академія наук України 2008
Schlagworte:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/836
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Инновационные технологии сортопрокатного производства / С.М. Жучков, А.П. Лохматов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 1. — С. 49–60. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-836
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8362025-06-03T16:03:57Z Инновационные технологии сортопрокатного производства Інноваційні технології сортопрокатного виробництва Innovation technologies of section rolling production Жучков, С.М. Лохматов, А.П. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Приведены примеры решения различных технических задач производства, основанные на использовании резерва втягивающих сил трения в очагах деформации рабочих клетей прокатных станов. Показано, что за счет использования неприводных деформирующих устройств в линиях сортопрокатных станов можно решать актуальные задачи производства. Разработаны инновационные технологии, направленные на повышение производительности существующих сортовых и проволочных прокатных станов, расширение их сортамента и перевода на исходную заготовку бoльшего сечения, снижение энергозатрат на нагрев заготовок и прокатку без существенных затрат на техническое перевооружение. Показано, что при строительстве новых станов использование технологических схем с повышенной вытяжной способностью способствует сокращению габаритов прокатного стана и массы устанавливаемого оборудования как за счет уменьшения количества рабочих клетей, так и за счет снижения их массы и массы оборудования линий их привода, а также производственной площади для размещения основного оборудования. Это позволяет существенно снизить объемы капиталовложений при создании новых производственных мощностей. Наведено приклади рішення різних технічних задач виробництва, засновані на використанні резерву утягуючих сил тертя в осередках деформації робочих клітей прокатних станів. Показано, що за рахунок використання непривідних деформуючих пристроїв в лініях сортопрокатних станів можна вирішувати актуальні задачі виробництва. Розроблено інноваційні технології, спрямовані на підвищення продуктивності діючих сортовихтаменту та переводу на вихідну заготовку більшого перерізу, зниження енерговитрат на нагрівання заготовок і прокатку без суттєвих витрат на технічне переозброєння. Показано, що при будівництві нових станів використання технологічних схем з підвищеною витяжною здатністю сприяє скороченню габаритів прокатного стану і маси обладнання, що відбувається як за рахунок зменшення кількості робочих клітей, так і за рахунок зниження їхньої маси та маси обладнання ліній їхнього приводу, а також виробничої площі для розміщення основного обладнання. Це дає можливість суттєво знизити об'єми капіталовкладень при створенні нових виробничих потужностей. The examples of solving of different technical problems of production based on using of reserve of drawing frictional forces in deformation zones of working stands of rolling mills are given. It is shown, that using non-driving deformation facilities in lines of section rolling mills one can solve relevant production problems. The innovation technologies, which are created to rise the productivity of existing section and wire rolling miils, to increase their variety, to switch of source material stock with bigger section, to reduction of energy consumption on heating of raw stocks and to make rolling without essential expenses on technical reequipment. It is shown that during the construction of new mills, flow charts with enhanced outtake ability conduce to reduction of rolling mill overall dimensions and installing equipment mass at the expense of both decreasing working stands number and decreasing of their mass and mass of equipment of their driver lines and also at the expense of production floor space for main equipment. It allows disinvestment during creation of new production capacities. 2008 Article Инновационные технологии сортопрокатного производства / С.М. Жучков, А.П. Лохматов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 1. — С. 49–60. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin4.01.049 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/836 ru application/pdf Національна Академія наук України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
spellingShingle	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Жучков, С.М. Лохматов, А.П. Инновационные технологии сортопрокатного производства
description	Приведены примеры решения различных технических задач производства, основанные на использовании резерва втягивающих сил трения в очагах деформации рабочих клетей прокатных станов. Показано, что за счет использования неприводных деформирующих устройств в линиях сортопрокатных станов можно решать актуальные задачи производства. Разработаны инновационные технологии, направленные на повышение производительности существующих сортовых и проволочных прокатных станов, расширение их сортамента и перевода на исходную заготовку бoльшего сечения, снижение энергозатрат на нагрев заготовок и прокатку без существенных затрат на техническое перевооружение. Показано, что при строительстве новых станов использование технологических схем с повышенной вытяжной способностью способствует сокращению габаритов прокатного стана и массы устанавливаемого оборудования как за счет уменьшения количества рабочих клетей, так и за счет снижения их массы и массы оборудования линий их привода, а также производственной площади для размещения основного оборудования. Это позволяет существенно снизить объемы капиталовложений при создании новых производственных мощностей.
format	Article
author	Жучков, С.М. Лохматов, А.П.
author_facet	Жучков, С.М. Лохматов, А.П.
author_sort	Жучков, С.М.
title	Инновационные технологии сортопрокатного производства
title_short	Инновационные технологии сортопрокатного производства
title_full	Инновационные технологии сортопрокатного производства
title_fullStr	Инновационные технологии сортопрокатного производства
title_full_unstemmed	Инновационные технологии сортопрокатного производства
title_sort	инновационные технологии сортопрокатного производства
publisher	Національна Академія наук України
publishDate	2008
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/836
citation_txt	Инновационные технологии сортопрокатного производства / С.М. Жучков, А.П. Лохматов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 1. — С. 49–60. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT žučkovsm innovacionnyetehnologiisortoprokatnogoproizvodstva AT lohmatovap innovacionnyetehnologiisortoprokatnogoproizvodstva AT žučkovsm ínnovacíjnítehnologíísortoprokatnogovirobnictva AT lohmatovap ínnovacíjnítehnologíísortoprokatnogovirobnictva AT žučkovsm innovationtechnologiesofsectionrollingproduction AT lohmatovap innovationtechnologiesofsectionrollingproduction
first_indexed	2025-11-24T16:22:24Z
last_indexed	2025-11-24T16:22:24Z
_version_	1849689473358495744
fulltext	49 Развитие рыночной экономики обуславли� вает необходимость разработки новых эффек� тивных гибких технологических процессов производства проката самого широкого раз� мерного и марочного сортамента и оборудо� вания для их реализации, обеспечивающих экономию энергоресурсов, сокращение затрат на строительство новых и реконструкцию действующих прокатных станов. Вместе с тем, металлургические предприятия Украины испытывают острую нехватку средств для технического перевооружения установлен� ных производственных мощностей. Выход из этой ситуации следует искать на пути совершенствования оборудования, тех� нологии и сортамента за счет использования нетрадиционных технических и технологи� ческих решений. В последние годы в практике прокатного производства все большее развитие получают процессы прокатки, основанные на более пол� ном использовании резерва втягивающих сил трения, образующегося в очагах деформации приводных прокатных клетей [1–3]. Одним из наиболее известных нетрадици� онных технологических решений, основанных на использовании резерва втягивающих сил трения в очагах деформации рабочих клетей прокатного стана, является процесс много� ручьевой прокатки–разделения (МПР) с не� приводными делительными устройствами [4]. Этот процесс нашел широкое применение в отечественной и зарубежной практике при производстве сортового проката и, в частнос� ти, периодических арматурных профилей [5]. Он характерен тем, что на первой стадии (в черновых калибрах) размеры поперечного се� чения раската вдвое, втрое и т.д. больше, чем Наука та інновації. 2008. Т 4. № 1. С. 49–60. С.М. Жучков, А.П. Лохматов Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Днепропетровск ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОРТОПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА © С.М. ЖУЧКОВ, А.П. ЛОХМАТОВ, 2008 Приведены примеры решения различных технических задач производства, основанные на использовании ре� зерва втягивающих сил трения в очагах деформации рабочих клетей прокатных станов. Показано, что за счет ис� пользования неприводных деформирующих устройств в линиях сортопрокатных станов можно решать актуальные задачи производства. Разработаны инновационные технологии, направленные на повышение производительнос� ти существующих сортовых и проволочных прокатных станов, расширение их сортамента и перевода на исходную заготовку бoльшего сечения, снижение энергозатрат на нагрев заготовок и прокатку без существенных затрат на техническое перевооружение. Показано, что при строительстве новых станов использование технологических схем с повышенной вытяжной способностью способствует сокращению габаритов прокатного стана и массы уста� навливаемого оборудования как за счет уменьшения количества рабочих клетей, так и за счет снижения их массы и массы оборудования линий их привода, а также производственной площади для размещения основного обору� дования. Это позволяет существенно снизить объемы капиталовложений при создании новых производственных мощностей. К л ю ч е в ы е с л о в а : резерв сил трения, многоручьевая прокатка, прокатка�разделение, неприводные клети, арматурные профили, балочные профили. при традиционной технологии прокатки, ког� да из одной заготовки получают один раскат готового профиля. Форма сечения такого рас� ката по проходам обеспечивает получение пе� ред разделением сечения комплексного раска� та. Затем, как правило, перед третьим (или после него) от последнего против хода про� катки прохода осуществляется продольное разделение комплексного раската на соответ� ствующее количество одиночных раскатов. Эти раскаты прокатываются в последующих рабочих клетях одновременно на столько еди� ниц готового профиля, на сколько частей был разделен комплексный раскат. При сохране� нии скорости прокатки это обеспечивает со� ответствующее повышение производитель� ности стана в горячий час. Продольное разделение комплексного рас� ката на части осуществляется в неприводном делительном устройстве, устанавливаемом вместо выводной арматуры на привалковом брусе рабочей клети, после которой произво� дится разделение раската. Усилие проталкивания комплексного рас� ката через неприводное делительное устрой� ство образуется за счет резерва втягивающих сил трения в очаге деформации этой клети без дополнительного расхода мощности, подавае� мой в него. Процесс прокатки–разделения с непривод� ными делительными устройствами хорошо вписывается в концепцию развития техноло� гии прокатки сортовых профилей, предусмат� ривающую увеличение производственной мощности существующих сортовых и прово� лочных станов без существенных капиталь� ных затрат, обеспечивая при этом кроме по� вышения производительности ряд дополни� тельных преимуществ. Как показывает отечественный и зарубеж� ный опыт, практической реализации этого процесса сопутствуют рост производительнос� ти сортопрокатного стана, снижение удельно� го расхода электроэнергии и прокатных вал� ков, уменьшение капиталовложений при строительстве новых станов. Это существен� но повышает рентабельность производства сортового проката. На металлургических предприятиях, где применяются технологии, основанные на процессе прокатки–разделе� ния при производстве арматурных профилей, удельный расход электроэнергии при двух� ручьевой прокатке уменьшается на 12–25 %, а прокатных валков — до 15 %, при четырех� ручьевой — до 30 и 20 % соответственно. Осо� бенно эффективно использование процесса прокатки–разделения с неприводными дели� тельными устройствами при производстве сортовых профилей мелкой части сортамента мелкосортных прокатных станов. Объемы производства таких профилей сегодня состав� ляют более половины общего объема произ� водства, а дальнейшее повышение их произ� водительности традиционными технологи� ческими приемами невозможно в связи с достижением максимально допустимых ско� ростей прокатки [6, 7]. Использованием процесса прокатки–разде� ления с неприводными делительными устрой� ствами успешно решается задача увеличения вытяжной способности действующих станов при переводе их на использование непрерыв� нолитых заготовок, как правило, увеличенно� го сечения [8]. Другим нетрадиционным технологическим решением, основанным на использовании ре� зерва втягивающих сил трения в очагах де� формации приводных прокатных клетей, яв� ляется использование неприводных рабочих клетей, устанавливаемых в межклетьевых промежутках непрерывных сортовых станов [9–11]. Основы такой технологии непрерывной сор� товой прокатки, в том числе на уровне изобре� тений [12, 13], были разработаны в Институте черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины. В работе [14] на основании резуль� татов выполненных аналитических и экспери� ментальных исследований сформулирована технологическая концепция проектирования Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200850 комплекса "приводная клеть–неприводная клеть" в системе непрерывного сортового ста� на. Показаны особенности технологических процессов, основанных на использовании ре� зерва втягивающих сил трения при их прак� тической реализации. При определенных условиях реализации процесса прокатки сортовых профилей с ис� пользованием неприводных рабочих клетей в линии непрерывного стана появляется воз� можность экономии энергии при прокатке. Экономия энгергозатрат на реализацию процесса происходит за счет двух источников: 1) очевидного — снижение потерь мощнос� ти на работу холостого хода и потерь в транс� миссии привода прокатных клетей и 2) установленного в результате исследова� ний — уменьшение энергозатрат на процесс собственно в очаге деформации приводных рабочих клетей, т.е. экономия энергии в систе� ме "раскат–валки". Результаты аналитических исследований, получившие экспериментальное подтвержде� ние, показали, что при определенных услови� ях экономия энергии на прокатку с использо� ванием неприводных рабочих клетей может достигать 25 %. Использование неприводных рабочих кле� тей позволяет увеличить коэффициент вы� тяжки в единичной приводной рабочей клети. Это способствует сокращению габаритов ста� на и площадей для размещения его основного технологического оборудования. Указанное обстоятельство (с учетом возможности сни� жения установленной мощности привода ста� на) позволяет построить технологический прокатный комплекс более высокой вытяж� ной способности на небольших площадях. Это же обстоятельство обеспечивает возмож� ность перевода реконструируемых станов на большее сечение исходной заготовки без уве� личения их габаритов и с сохранением коли� чества приводных рабочих клетей. Расчеты конструкций неприводных рабо� чих клетей различного назначения показали, что масса неприводной рабочей клети может составлять 5–25 % массы приводной рабочей клети без учета линии главного привода, ко� торой у неприводной рабочей клети нет. В то же время вытяжная способность непривод� ной рабочей клети с учетом факторов, огра� ничивающих процесс, достигает 50 % вытяж� ной способности приводной рабочей клети. В результате этого при строительстве новых и реконструкции действующих прокатных ста� нов с использованием неприводных рабочих клетей обеспечивается снижение металлоем� кости устанавливаемого оборудования на 12–14 %. Легкие компактные неприводные рабочие клети и другие средства деформации металла с неприводным рабочим инструментом того или иного исполнения, которые в зависимос� ти от поставленных технологических задач устанавливаются в различных межклетьевых промежутках линии непрерывного сортового стана, позволяют решать практические вопро� сы производства сортового проката широкого размерного и марочного сортамента. Напри� мер, есть возможность осуществлять конт� роль над размерами раската при прокатке по� лосовых, угловых или фланцевых профилей, выполнять гибочно�калибрующие функции, кантовать раскат между рабочими клетями, выполнять его продольное разделение и т.д., а также совмещать эти функции. Таким обра� зом, использование в линии непрерывного сортового прокатного стана неприводных де� формирующих устройств существенно повы� шает его технологическую гибкость. И, наконец, последнее. Вследствие того, что мощность, необходимая для осуществления деформации металла в неприводную рабочую клеть, подводится через прокатываемый рас� кат от приводных клетей, существенно упро� щается конструкция инструмента (валков) неприводных рабочих клетей, уменьшаются их габариты и масса. В результате сокращают� ся площади для размещения сменных рабочих клетей и их валков. Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 2008 51 Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200852 На базе изложенных представлений был подготовлен ряд инновационных предложе� ний по решению актуальных задач для конк� ретных прокатных станов с применением нет� радиционных технологических решений. При этом использовались разработанные теорети� ческие положения, установленные аналити� ческие зависимости, описывающие условия осуществимости процесса и энергосиловое взаимодействие неприводных деформирую� щих устройств (неприводные рабочие клети, неприводные делительные устройства) и при� водных рабочих клетей при непрерывной сор� товой прокатке (например, по переводу неп� рерывных мелкосортных и проволочных ста� нов 250 на исходную заготовку увеличенного сечения [15, 16]). Ниже, в качестве примеров, представлены предложения по совершенствованию процес� са четырехниточной прокатки–разделения с использованием неприводных рабочих клетей на стане 320 Белорусского металлургического завода, а также по расширению сортамента и повышению эффективности производства сортового проката с применением непривод� ных делительных устройств и неприводных универсальных клетей на стане 550 завода им. Петровского. Непрерывный мелкосортный стан 320 Рес� публиканского унитарного предприятия "Бе� лорусский металлургический завод" (РУП БМЗ) включает три группы клетей: черновую, состоящую из четырех горизон� тальных клетей 560 и четырех горизонталь� ных клетей 450; промежуточную группу, состоящую из шес� ти горизонтальных клетей 335; чистовую группу, в состав которой входит одна вертикальная, одна комбинированная и четыре горизонтальные клети 280. В соответствии с проектом в качестве ис� ходной используется непрерывнолитая и ка� таная заготовка сечением 125×125 мм. Схема расположения основного технологического оборудования стана представлена на рис. 1. РУП БМЗ является пионером среди метал� лургических предприятий стран СНГ в ос� воении процесса многоручьевой прокатки– разделения с использованием неприводных деформационно�делительных устройств, кон� струкция которых постоянно совершен� ствуется. В развитии технологий, основанных на про� цессе прокатки–разделения с использованием делительных устройств при производстве профилей для армирования железобетонных Рис. 1. Схема расположения основного технологического оборудования стана 320: 1 — загрузочная решетка; 2 — устройство для загрузки заготовок; 3 — нагревательная печь; 4 — устройство выдачи заготовок (разгрузочный роль� ганг); 5 — трайб�аппарат; 6 — маятниковые ножницы; 7 — устройство для удаления окалины; 8, 9 — черновая груп� па клетей; 10 — ротационные ножницы; 11 — промежуточная группа клетей; 12 — ротационные ножницы; 13 — го� ризонтальные клети чистовой группы; 14 — вертикальные клети чистовой группы; 15 — комбинированные петлере� гуляторы; 16 — трайб�аппараты; 17 — устройство для охлаждения проката с рольгангом; 18 — ротационные ножницы; 19 — холодильник; 20 — правuльная машина; 21 — цепное перекладывающее устройство с накопителем; 22 — учас� ток пакетирования фасонного проката; 23 — участок пакетирования пруткового проката; 24 — вязальные машины конструкций на стане 320, можно выделить несколько этапов: совершенствование конструкции делитель� ных устройств, входящих в комплект пос� тавки оборудования; повышение эффективности технологии двух� ниточной прокатки–разделения; разработка и совершенствование конструк� ции неприводного деформационно�делитель� ного устройства; разработка и освоение технологии прокатки– разделения с делением раската на три нитки; разработка и освоение процесса прокатки– раз� деления с делением раската на четыре нитки; совершенствование технологии многоручь� евой прокатки арматурных профилей малых сечений (№№ 10–16), прокатываемых по технологиям двух� (МПР×2), трех� (МПР×3) и четырехниточной (МПР×4) прокатки– разделения, с целью повышения равномер� ности механических свойств и массы одно� го погонного метра профиля по длине плав� ки�партии. Принципиальная технологическая схема многоручьевой четырехниточной прокатки– разделения из заготовки сечением 125×125 мм представлена на рис. 2. Прокатка в черновой группе клетей производится с применением системы калибров "овал–круг". Используют� ся плоские овалы, которые легче удерживают� ся проводками и более устойчивы при кантов� ке. Особенности технологии прокатки–разде� ления в четыре нитки, реализуемой на стане 320, следующие: в клети 14 начинается формирование рас� ката, имеющего форму четырех профилей, соединенных широкими перемычками; клеть 15 не используется; в клети 16 формируется раскат с умень� шенной толщиной перемычек между про� филями; клеть 17 не используется; в клети 18 окончательно формируются пе� ремычки, соединяющие части раската круг� лого сечения (на выходе из клети установ� лено неприводное деформационно�дели� тельное устройство с двумя парами роли� ков; продольное разделение раската на четыре нитки осуществляется за счет раск� линивающего действия первой пары роли� ков на крайние части раската; затем внут� Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 2008 53 Рис. 2. Схема линии стана (а) и калибров валков (б–к) при реализации четырехручьевой прокатки–разделе� ния арматуры № 10 (1–8 — черновая непрерывная груп� па, 9–14 — промежуточная непрерывная группа, 15– 20 — чистовая непрерывная группа) ренний сдвоенный раскат делится второй парой роликов; разделенные раскаты име� ют форму круга); в клети 19 прокатываются четыре овала; в клети 20 прокатывается готовый профиль в четыре нитки. Схема процесса деления раската на четыре нитки и форма делительных роликов показа� на на рис. 3. Анализ опытных данных по 112�и плавкам за полугодовой период работы стана показал, что 100 % образцов для определения массы погонного метра арматурного профиля соот� ветствовали требованием стандарта ТУ РБ 04778771.001�97. Это свидетельствует о ста� бильности процесса формирования и про� дольного разделения раската. Основные преимущества четырехручьевой прокатки–разделения с использованием неп� риводных деформационно�делительных уст� ройств основываются: на увеличении производительности стана на 16—27 % для арматурных профилей №№ 10 и 12 соответственно по сравнению с трехручьевой прокаткой–разделением, а также на более чем трехкратном увеличе� нии часовой производительности стана по сравнению с однониточной прокаткой; на снижении удельных затрат электроэнер� гии и расхода валков; на снижении угара металла в печи, благода� ря уменьшению продолжительности нагре� ва из�за уменьшения цикла прокатки. При этом расходный коэффициент в среднем составляет 1,029 — для арматурного профи� ля № 10 и 1,030 — для профиля № 12 при норме 1,033. К основным недостаткам четырехручьевой прокатки–разделения с использованием неп� риводных деформационно�делительных уст� ройств необходимо отнести следующие: уменьшение "укова" металла, т.к. суммарная вытяжка в 1,3 раза меньше, чем при трехни� точной прокатке–разделении, что может ока� зывать влияние на степень выкатываемости дефектов непрерывнолитой заготовки; увеличение количества раскатов, получаемых из заготовки одной и той же массы, что при� водит к уменьшению их длины, а следова� тельно, к увеличению доли пауз в общем цик� ле прокатки и увеличению концевой обрези. Для решения задачи повышения эксплуата� ционной стойкости неприводных делительных роликов предложено их изготавливать из твер� досплавных материалов. Для снижения нега� тивного влияния на эффективность процесса первых двух недостатков было предложено осуществлять прокатку из исходной заготовки увеличенного сечения размерами 140×140 мм. Площадь исходной заготовки сечением 140×140 мм превышает площадь заготовки сечением 125×125 мм на 25 %. Избыток ме� талла по сечению предложено распределить по клетям черновой группы следующим об� разом: в клети № 1 калибр оставить прежним, однако зазор увеличить в два раза — с 15 до 31 мм. В остальных клетях черновой группы применить новые калибры и их настройку. Из клети 8 получают раскат диаметром 54 мм — против 47 мм при прокатке из заготовки сече� нием 125×125 мм. К 12�й клети разность пло� щадей сечения раската по новой и старой ка� либровке снижается до 55 мм2 (5,5 %). Эта разница убирается за счет применения блока неприводных рабочих клетей, установленных Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200854 Рис. 3. Схема продольного разделения раската в четыре нитки делительным устройством с двумя парами непри� водных роликов: а — делительные ролики; б — схема работы делительных роликов за клетью 12 взамен клети 13 . Схема установ� ки блока неприводных рабочих клетей за приводной рабочей клетью 12 показана на рис. 4. Деформация раската в блоке непри� водных рабочих клетей осуществляется за счет усилия проталкивания от приводных валков клети 12. При этом блок выполняет следующие технологические функции: конт� ролирует ширину раската за счет обжатия кромок полосы без кантовки, осуществляет доправку раската вдоль длинной оси сечения и стабилизацию его в межклетьевом проме� жутке перед подачей в клеть 14. Остальные калибры и параметры прокатки в них измене� ний не претерпели. С целью оценки нагрузок на валки и глав� ные линии приводов клетей при переходе на исходную заготовку увеличенного сечения были выполнены расчеты энергосиловых, температурно�скоростных и технологических параметров процесса. Установлено, что мо� менты и мощности прокатки по приводным рабочим клетям не превышают допустимых значений. При формировании многоручьевого раската необходимой технологической операцией яв� ляется контроль его ширины, обеспечиваю� щий, с одной стороны, требуемую точность прокатки, а с другой — повышающий стабиль� ность процесса многоручьевой прокатки–раз� деления. Для выполнения этой операции в ли� нии типового непрерывного сортопрокатного стана используется приводная рабочая клеть с горизонтально расположенными валками. Контроль ширины раската осуществляется с его кантовкой на 90° и последующей раскан� товкой. Это существенно усложняет условия реализации процесса и снижает его стабиль� ность, что отрицательно сказывается на эффек� тивности производства сортового проката ме� тодом многоручьевой прокатки– разделения. Кроме того, в этом случае для выполнения малоэнергозатратной, но функционально не� обходимой технологической операции — контроля ширины раската — используется приводная рабочая клеть. Указанное обстоя� тельство снижает эффективность использо� вания энергии на реализацию процесса про� катки. Это также ведет к снижению эффек� тивности производства при реализации процесса многоручьевой прокатки–разделе� ния с применением стандартного технологи� ческого оборудования непрерывного сортоп� рокатного стана. Успешное использование для аналогичных целей на непрофилирован� ном раскате (после клети 12) блока непри� водных рабочих клетей позволило рекомен� довать его для использования и в процессе формирования профилированного (компле� ксного) раската. Например, после клетей 14 и 16 или — и там, и там. Схема расположения калибров, используе� мая в приводных и в неприводных прокатных клетях, представлена на рис. 5. Полунепрерывный стан 550 (рис. 6) рас� положен в две линии и включает 8 рабочих клетей. Клеть 1 — обжимная реверсивная, клети 2–8 — объемно�напряженные, располо� жены последовательно и работают по принци� Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 2008 55 Рис. 4. Схема установки блока неприводных рабочих клетей в линии непрерывного прокатного стана: 1 — приводная рабочая клеть с горизонтально расположен� ными валками (2); 3 — поводковый брус с выходной сто� роны приводной рабочей клети; 4 — неприводная рабо� чая клеть с вертикальными валками; 5 — неприводная рабочая клеть с горизонтальными валками Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200856 пу "клеть–проход". Клети 2–3 и 5–6 попарно образуют две непрерывные группы. За клетью 7 по ходу технологического процесса предус� мотрено место для установки клети 7a, и тог� да может быть образована третья непрерыв� ная группа. По проекту стан 550 был специализирован для прокатки автоободов, периодических профилей с незначительной долей в сорта� менте профилей общего назначения. Однако в настоящее время в сортаменте стана преоб� ладающими стали профили общего назначе� ния. Рынок проката такого сортамента в ос� новном уже сложился и для успешной конку� ренции на стане 550, специализированном на другие профили, требуется провести мероп� риятия по снижению себестоимости произво� дства продукции, повышению ее качества, ос� воению новых профилей с минимальными затратами. Предлагаются два пути решения этой проб� лемы: а) использование процесса прокатки– разделения и б) использование технологии, предусматривающей применение непривод� ных универсальных клетей. Схема реализации предложения по прокат� ке арматурного профиля № 16 в три нитки из заготовки сечением 100×100 мм представлена на рис. 7. Продольное разделение раската в предлагаемой схеме осуществляется после клети 5 с помощью разделительной привалко� вой арматуры. Выпускающей (чистовой) клетью принята клеть 7. Это позволяет умень� шить падение температуры разделенных рас� катов и уменьшить трудности по их транспор� Рис. 6. Схема расположения основного технологического оборудования стана 550: 1 — реверсивная клеть дуо; 2—8 — однопроходные клети дуо; 9 — место установки однопроходной клети дуо 7а; 10 — правu' льные машины Рис. 5. Схема расположе� ния калибров в клетях блока клетей, используе� мых для повышения точ� ности профилированного раската (обозначения те же, что и на рис. 4) тированию перед последним пропуском. Пе� ред клетью 7 необходима установка трехручь� евого трайбаппарата, оснащенного кантую� щими роликовыми проводками на выходной стороне. Для предупреждения перепутывания разделенных раскатов на рольгангах между клетями 5, 6 и 7 следует установить отбойни� ки, разделяющие поле рольганга по ширине на три зоны. Исходя из предельной длины раската, передаваемого шлеппером с первой на вторую линию стана, можно использовать заготовку указанного выше сечения длиной не более 2,3 м. Тогда из клети 7 на отводящий рольганг будет выдаваться пакет из трех рас� катов длиной 37–38 м. Возможно, потребуют дополнительной проработки вопросы транспортирования па� кета проката к пилам, порезки, охлаждения и отделки. Кроме того, нужно будет обеспечить нарезку ручьев чистовых калибров для про� катки арматуры (в настоящее время завод не располагает соответствующим оборудовани� ем). В целом, несмотря на необходимость до� полнительной проработки ряда технических и экономических вопросов, организация на стане 550 производства арматурного проката с использованием процесса продольного раз� деления раската в потоке стана технически возможна и не требует значительных мероп� риятий по реконструкции. Разработан вариант использования процес� са прокатки–разделения, обеспечивающий выпуск из стана двух ниток профиля равно� полочного уголка 70×70×6–7 мм взамен суще� ствующей однониточной прокатки. Это поз� воляет практически в два раза увеличить про� изводительность стана в горячий час при неизменной скорости прокатки в чистовой клети. Формирование сдвоенного профиля раска� та и подготовка его к продольному разделе� нию осуществляется в клетях 2, 4 и 5 (см. технологическую схему, приведенную в таб� лице). Продольное разделение раската произ� водится делительным устройством, устанав� ливаемым на выходе из клети 5. Последую� щая прокатка в клетях 6, 7 и 8 осуществляет� ся в две нитки по действующей на стане ка� либровке. Параметры исходной заготовки выбираются, исходя из условий раскроя го� тового проката и возможностей обжимной клети 1. Ограничений по нагреву заготовок, температурным, скоростным и энергосило� вым параметрам ожидать не следует, так как раскат из двух уголков № 7 по массе погонно� го метра и параметрам деформации близок к швеллеру № 16, прокатываемому на стане. При разработке нового процесса следует обеспечить предотвращение перепутывания раскатов после разделения, порезку пакета из двух раскатов на пилах горячей резки, нор� мальную передачу на холодильник. Эффективность использования процесса прокатки–разделения при производстве угло� вых профилей обеспечивается благодаря сни� Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 2008 57 Рис. 7. Технологическая схема реализации предложе� ния с использованием процесса прокатки–разделения при производстве арматурного проката Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200858 жению себестоимости производства за счет увеличения производительности, уменьше� нию энергозатрат, расхода валков, металла и др. показателей. Кроме того, появляется воз� можность освоения производства более мел� ких профилей проката. Существенные возможности открываются и при освоении производства двутавровых ба� лок, которые до настоящего времени на этом стане не производились. Наиболее эффектив� но деформация металла при производстве фланцевых профилей и особенно двутавро� вых балок осуществляется в универсальных калибрах. В связи с этим в последние годы оп� ределилась тенденция к увеличению универ� сальных калибров до 5–9 в линиях непре� рывных и полунепрерывных станов, произ� водящих балочные профили. Однако на неспециализированных станах, прокатываю� щих наряду с балочными и другие профили, применение универсальных клетей, отличаю� щихся конструктивной сложностью и высо� кой стоимостью, экономически невыгодно. Более простым и сравнительно недорогим пу� тем увеличения количества универсальных калибров является применение съемных неп� риводных универсальных клетей (НУК) без реконструкции существующего технологи� ческого оборудования. НУК и оборудование для их установки просты и компактны. Это подтверждено опытом их освоения на стане 450 Запсибметкомбината (РФ). Наиболее эф� фективно размещать НУК в промежутке двух смежных приводных клетей, работающих в режиме непрерывной прокатки. В этом случае задняя по ходу прокатки приводная клеть проталкивает передний конец раската через НУК вплоть до захвата его передней клетью. Затем идет прокатка одновременно в трех клетях, а по выходу заднего конца раската из задней клети он протягивается через НУК пе� редней клетью, где и докатывается. Исходная заготовка: 100×200 мм; F = 21570 мм2; l = 3 м; Р = 508 кг № клети № ка� либра Форма калибра Размеры раската Коэффициент вытяжки Длина раската, мвысота, мм ширина, мм площадь поперечного сечения, мм2 2 6 61 206,5 9056 7,15 3 — — — — — — — 4 5 54 212,2 6063,3 1,49 10,68 5 4 47,4 216,4 4392,4 2196,2 1,38 14,74 6 3 45,5 109 2897,2 1448,6 1,52 22,35 7 2 43,5 110,3 1925,8 962,9 1,50 33,60 8 1 49,5 99,4 1635,6 817,8 1,18 39,60 Технологическая схема производства углового профиля 70×70×6 мм с применением процесса прокатки–разделения Стан 550 подходит для применения НУК. Здесь имеются две действующие непрерыв� ные группы — клети 2–3 и 5–6. Предусмотре� на возможность создания третьей непрерыв� ной группы — клети 7–7а. Разработано пять вариантов применения НУК на стане 550 при различных сочетаниях указанных непрерыв� ных групп и после чистовой клети (для горя� чей правки проката). Их реализация обеспе� чивает увеличение количества формирую� щих калибров без увеличения габаритов стана, повышение его технологической гиб� кости путем расширения возможностей ка� либровки и выбора схем прокатки, развитие сортамента стана. При реализации предложений не требуется значительной переделки основного техноло� гического оборудования стана. Новое обору� дование должно быть простым, компактным и малотоннажным. Таким образом, приведенные примеры ре� шения различных технических задач произво� дства подтверждают, что использование ре� зерва втягивающих сил трения в очагах де� формации рабочих клетей прокатных станов за счет применения неприводных деформиру� ющих устройств позволяет решать актуаль� ные задачи при разработке инновационных технологий для: повышения производительности существу� ющих сортовых и проволочных прокатных станов; расширения их сортамента и перевода на исходную заготовку бoльшего сечения; снижения энергозатрат на нагрев заготовок и прокатку без существенных затрат на тех� ническое перевооружение. При строительстве новых станов использо� вание технологических схем с повышенной вытяжной способностью способствует сокра� щению габаритов прокатного стана и массы устанавливаемого оборудования как за счет уменьшения количества рабочих клетей, так и за счет снижения их массы и массы обору� дования линий их привода, а также произво� дственной площади для размещения основ� ного оборудования. Это позволяет сущест� венно снизить объемы капиталовложений при создании новых производственных мощ� ностей. ЛИТЕРАТУРА 1. Перспективы развития процессов непрерывной про� катки сортовой стали, основанных на использовании резерва втягивающих сил трения в очагах деформа� ции рабочих клетей. С.М. Жучков, А.П. Лохматов, Л.В. Кулаков, Э.В. Сивак // Труды второго конгрес� са прокатчиков. Череповец, 27–30. 1997 г.– М.: АО "Черметинформация". — 1998. — С. 251–260. 2. Жучков С.М. Использование резерва втягивающих сил трения в процессе непрерывной сортовой про� катки // Литье и металлургия. — 2002. — № 4. — С. 166–174. 3. Научные и технологические основы использования резерва втягивающих сил трения при непрерывной сортовой прокатке. А.П. Лохматов, С.М. Жучков, Л.В. Кулаков, Э.В. Сивак // Теория и практика ме� таллургии. — 1977. — № 3. — С. 17–20. 4. Ioneoka H. New slit�rolling technology for sleel bare // Seaisi quarterly/ — 1985. — v.14. — № 4. — Р. 50–61, 66, 67. 5. Технология прокатки арматурной стали с продоль� ным разделением раската в потоке непрерывного мелкосортного стана. С.М. Жучков, Л.В. Кулаков, Э.В. Сивак и др. / Черная металлургия. Наука. Про� изводство. Тематический сборник научных трудов под редакцией проф. И.Г. Узлова // М.: Металлургия, 1989. — С. 191–197. 6. Производство мелкого сорта и катанки с использовани� ем многоручьевой прокатки–разделения. Г.М. Шуль� гин, В.П. Морозов, В.Ф. Губайдулин и др. Обзор по схеме Информсталь // М.: Черметинформация. — 1987. — Вып. 25 (301). — 25 с. 7. Освоение технологии прокатки–разделения арма� турной стали на непрерывном мелкосортно–прово� лочном стане 320/150. А.П. Лохматов, С.М. Жучков, Л.В. Кулаков и др. // Черная металлургия: Бюл. ин� та Черметинформация. — 1989. — № 1. — С. 66–68. 8. Применение нетрадиционных технологических ре� шений при прокатке на сортовых станах заготовок увеличенного сечения. С.М. Жучков, Э.В. Сивак, И.И. Букреев и др. // Сталь. — 2001. — № 1. — С. 39–42. 9. Теряев В.А., Жучков С.М., Лохматов А.П. Производ� ство балочных профилей с использованием непри� водных универсальных клетей // Сталь. — 1989. — № 11. — С. 55–58. Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 2008 59 Науково�технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 1, 200860 10. Лохматов А.П., Жучков С.М., Кулаков Л.В. Техноло� гия непрерывной прокатки сортовой стали с использованием неприводных рабочих клетей // Металл и литье Украины. — 1994. — № 9, 10. — С. 16–19. 11. Концепция развития технологии и оборудования непрерывных сортовых прокатных станов при ис� пользовании неприводных рабочих клетей. Лохма� тов А.П., Жучков С.М., Кулаков Л.В. // Сталь. — 1995. — № 5. — С. 51–53. 12. А.с. 966976 (СССР). Способ непрерывной прокатки двутавровых профилей. Кугушин А.А., Беспалов В.Н., Лабецкий Ю.О. и др. // Б.И. — 1984. — № 7. 13. А.с. 1284617 (СССР). Способ прокатки балочных профилей на непрерывных сортовых станах. В.А. Те� ряев, С.М. Жучков, А.П. Лохматов и др. // Б.И. 1986. — № 3. 14. Непрерывная прокатка сортовой стали с использо� ванием неприводных рабочих клетей. А.П. Лохма� тов, С.М. Жучков, Л.В. Кулаков и др. // К.: Наук. думка, 1998. — 242 с. 15. Целесообразность применения неприводных де� формирующих устройств в условиях мелкосортных станов комбината "Криворожсталь". Жучков С.М., Любимов И.М., Кулаков Л.В. и др. // Теория и прак� тика металлургии. — 2001. — № 2 (22). — С. 51–55. 16. Нетрадиционный путь перевода сортовых и прово� лочных станов на использование заготовок увели� ченного сечения. С.М. Жучков, Л.Ф. Литвинов, А.Ю. Оробцев и др. // Труды четвертого конгресса прокатчиков, Магнитогорск, 16–19 октября 2001 г. — М.: Черметинформация. — 2002. — С. 263–268. С.М. Жучков, О.П. Лохматов ІННОВАЦИЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ СОРТОПРОКАТНОГО ВИРОБНИЦТВА Наведено приклади рішення різних технічних задач виробництва, засновані на використанні резерву утягу� ючих сил тертя в осередках деформації робочих клітей прокатних станів. Показано, що за рахунок використан� ня непривідних деформуючих пристроїв в лініях сор� топрокатних станів можна вирішувати актуальні задачі виробництва. Розроблено інноваційні технології, спря� мовані на підвищення продуктивності діючих сортових та дротових прокатних станів, розширення їхнього сор� таменту та переводу на вихідну заготовку більшого пе� рерізу, зниження енерговитрат на нагрівання заготовок і прокатку без суттєвих витрат на технічне переозб� роєння. Показано, що при будівництві нових станів ви� користання технологічних схем з підвищеною витяж� ною здатністю сприяє скороченню габаритів прокатного стану і маси обладнання, що відбувається як за рахунок зменшення кількості робочих клітей, так і за рахунок зниження їхньої маси та маси обладнання ліній їхнього приводу, а також виробничої площі для розміщення ос� новного обладнання. Це дає можливість суттєво знизи� ти об'єми капіталовкладень при створені нових вироб� ничих потужностей. Ключові слова: резерв сил тертя, багаторівчакова прокатка, прокатка–розділяння, непривідні кліті, арма� турні профілі, балкові профілі. S.M. Zhuchkov, A.P. Lokhmatov THE INNOVATION TECHNOLOGIES OF SECTION ROLLING PRODUCTION The examples of solving of different technical problems of production based on using of reserve of drawing friction� al forces in deformation zones of working stands of rolling mills are given. It is shown, that using non�driving deforma� tion facilities in lines of section rolling mills one can solve relevant production problems. The innovation technolo� gies, which are created to rise the productivity of existing section and wire rolling miils, to increase their variety, to switch of source material stock with bigger section, to reduction of energy consumption on heating of raw stocks and to make rolling without essential expenses on technical reequipment. It is shown that during the construction of new mills, flow charts with enhanced outtake ability con� duce to reduction of rolling mill overall dimensions and installing equipment mass at the expense of both decreasing working stands number and decreasing of their mass and mass of equipment of their driver lines and also at the expense of production floor space for main equipment. It allows disinvestment during creation of new production capacities. K e y w o r d s : reserve of frictional forces, multislitt rolling, dividing rolling, non�driving stands, reinforcing bars, beam profiles. Надійшла до редакції 14.02.07.

Инновационные технологии сортопрокатного производства

Institution

Ähnliche Einträge