ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ  ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МИСИС» 

  КАФЕДРА ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ  СПЛАВОВ 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ  РАБОТЕ 
 

На тему:

«Принцип работы агрегата непрерывного отжига» 
 
 
 
 
 
 

Студент гр. МО-08-3 _______________________ / Харитоновой Е.А../

^{подпись, дата} 
 
 
 
 

Руководитель  КНИР _______________________/ Ионов С.М. /

^{подпись, дата} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011

     Содержание

Введение………………………………………………………………………………………..….3

1. Требования к холоднокатаному прокату, обрабатываемому в АНО..………………...4
2. Описание технологического процесса. Характеристика основного и вспомогательного оборудования……………………………………………………………………………………....5
1. Обработка полосы во входной части АНО……………………………………………...7
2. Термическая обработка холоднокатаного металла в печи отжига АНО………………………………………………………………………………………………...8
3. Обработка полосы в выходной части АНО………………………………………….....13
3. Состав оборудования и техническая характеристика агрегата непрерывного отжига…………………………………………………………………………………………......16
4. Контроль технологического процесса и качества продукции…………………………….......23
5. Технические требования к готовой продукции…………………………………….......24

Библиографический список…………………………………………….………………………..25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Введение

     В настоящее время перед металлургами стоит задача увеличить производство конструкционных материалов, причем большое внимание уделяется качеству продукции. При повышении прочностных  свойств стали снижается технологическая пластичность и другие характеристики, определяющие эксплуатационную надежность стальных изделий, поэтому необходимо помимо увеличения прочности применять такие механизмы упрочнения, при которых будут обеспечены высокие механические свойства.

     В повышении качества изделий, эффективности  и прочности металлопродукции большую  роль играет термическая обработка. Одним из главных направлений  технического прогресса в оборудовании и организации термических цехов  является механизация и автоматизация  с целью интенсификации производственных процессов. Они резко повышают производительность труда, обеспечивают постоянство и  точность проведения технологического процесса, улучшают качество продукции. Трудоемкие процессы и громоздкое оборудование затрудняют включение термической  обработки в поточные линии при  комплексной автоматизации.

     Достичь непрерывного производства, уменьшения времени термической обработки, и более длительного срока  эксплуатации используемого оборудования позволяет введение в технологическую  цепочку производства термической  обработки в агрегате непрерывного отжига (АНО). При этом повышается качество продукции за счет более точного  соблюдения технологического процесса автоматизированной системой управления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Требования к холоднокатаному прокату, обрабатываемому в АНО

     1.1 Марки стали

     Для производства проката, обрабатываемого  в линии агрегата непрерывного отжига применяют стали марок 08Ю, 08пс, 01ЮТ, Ст 1 пс (сп), Ст 2 пс (сп), Ст 3пс (сп), 10, 10пс, 15, 15пс, 03ХГЮ, 06ХГСЮ, 06ФБЮАР, а также их зарубежные аналоги.

     1.2 После прокатки на пятиклетевом стане рулоны, поступающие на обработку в АНО, должны быть следующих размеров:

     - внутренний диаметр рулона   (600±5) мм;

     - наружный диаметр рулона   1100-2200 мм;

     - толщина полосы     0,4-2,0 мм;

     - ширина полосы     900-1500 мм;

     - масса рулона     до 30 т;

     Производственный  отдел ПХПП осуществляет планирование входного холоднокатаного проката  с учетом возможной утяжки полосы.

     Припуск по ширине полосы перед отжигом при  производстве товарных рулонов или  при дальнейшей порезке без подрезки кромки зависит от способности к  вытяжке и имеет следующие  значения:

по режиму ОСВ при толщине 0,7-1,0 мм и ширине 900-1300 мм полосы 7 мм;

по режиму ОСВ при толщине 0,7-1,0 мм и ширине >1300-1500 мм полосы 8 мм;

по режиму ОСВ при толщине >1,0-2,0 мм и ширине 900-1300 мм полосы 6 мм;

по режиму ОСВ при толщине >1,0-2,0 мм и ширине >1300-1500 мм полосы 7 мм;

по режиму ВГ при толщине 0,5-1,0 мм и ширине 900-1300 мм полосы 3 мм;

по режиму ВГ при толщине >1,0-2,0 мм и ширине 900-1300 мм полосы 3 мм;

по режиму ВГ при толщине 0,7-1,0 мм и ширине >1300-1500 мм полосы 3 мм;

по режиму ВГ при толщине >1,0-2,0 мм и ширине >1300-1500 мм полосы 2 мм.

     - разнотолщинность полосы, предельные отклонения по толщине, телескопичность, серповидность должны отвечать требованиям ГОСТ 19904 или требованиям заказа.

     - телескопичность рулонов не должна превышать 30 мм (для наружного и внутреннего витков рулонов);

     - отклонение от плоскостности  не должно превышать 6 мм;

     - серповидность полосы не должна  превышать 3 мм на 1 м длины полосы;

     - рулоны должны быть плотно  смотаны, обвязаны одной упаковочной  лентой по образующей;

     Контроль  комплектности плавок проводит старший  термист и контролер УТК.

           1.3 Сроки межоперационного хранения прокатанного металла на складе перед АНО должны быть:

     - для проката I группы отделки поверхности – не более 1 суток;

     - для проката II и III группы отделки поверхности – не более 2,5 суток.

     Контроль  сроков межоперационного хранения  проводит сменный мастер, старший  мастер и контролер УТК [1]. 
 
 
 
 
 
 

  2. Описание технологического процесса. Характеристика основного и вспомогательного оборудования

1-Разматыватель  №№1,2

2-Правильная  машина №№1,2

3-Сдвоенные  гильотинные ножницы

4-Стыкосварочная  машина

5-Ванна щелочного  обезжиривания №1

6-Щеточно-моечная  машина №1

7-Ванна щелочного  обезжиривания №2

8-Щеточно-моечная  машина №2

9-Ванна промывки

10-Отжимные ролики  и сушилка №1

11-Натяжные ролики  №1

12-Центрирующие  ролики №1

13-Центрирующие  ролики №2

14-Натяжные ролики  №2

15-Стабилизирующий  ролик №1

16-Центрирующие  ролики секции нагрева

17-Центрирующие  ролики секции выдержки

18-Бак закаливания

19 Ванна травления

20-Ванна холодной  промывки

21-Ванна нейтрализации

22-Щеточно-моечная  машина №3

23-Ванна горячей  промывки

24-Отжимные ролики  и сушилка №2

25-Центрирующие  ролики №3

26-Натяжные ролики  №3

27-Центрирующие  ролики секций быстрого и воздушного  охлаждения

28-Стабилизирующий  ролик №2

29-Центрирующие  ролики №4

30-Натяжные ролики  №4

31-Центрирующие  ролики №5

32-Центрирующие  ролики №6

33-Натяжные ролики  №5

34–Дрессировочная  клеть

35-Натяжные ролики  №6

36-Натяжные ролики  №7

37-Промасливающая  машина

38-Летучие ножницы

39-Тянущие ролики

40-Моталки №№1,2 
 

     2.1 Обработка полосы во входной части АНО.

     2.1.1 Со склада рулонов в соответствии с заданием производственного отдела (ПРО) исходные рулоны поплавочно задают для обработки в агрегат.

      Электромостовым краном устанавливают рулоны на загрузочные стеллажи № 1 и №2 в позицию № 1 АНО. Затем рулоны тележками перемещают в позицию № 2, где оператор производит удаление обвязочной ленты ручным способом, при этом должно быть исключено механическое повреждение металла, При транспортировании рулона к разматывателю с помощью электронных датчиков центрирующего устройства автоматически измеряется наружный диаметр. Данные измерений используют для центрирования рулонов по оси разматывателей при установке их на барабан.

      После измерения диаметра рулоны устанавливают  на барабаны разматывателей и центрируют по оси линии агрегата непрерывного отжига.

      Далее автоматически или  в режиме ручного  управления производят поиск переднего  конца полосы с помощью датчика  и отделение переднего конца  полосы от рулона с помощью отгибателей, передачу конца рулона через направляющие ролики в правильную машину.

      Заправку  рулонов на разматыватели № 1 и № 2 и последующую обрезку концов полос производят поочередно при работе одного из разматывателей.

      2.1.2 Обрезка концов полос

      Обрезку переднего и заднего концов полос  операторы поста управления производят автоматически в сдвоенных гильотинных  ножницах. Количество резов определяют, исходя из длины некондиционных концевых участков холоднокатаного проката. При отжиге по режиму "ОСВ" стали  марки 08Ю обрезают концы не менее  чем по 30 м для толщин 0,7 – 1,2 мм; 29 м для толщины 1,3 мм; 27 м для  толщины 1,4 мм; 26 м для толщин 1,5 - 2,0 мм от начала и конца рулонов. Обрезанные концы полос с помощью уборочного устройства направляют в короб для  обрези. Контроль проводит старший термист.

      2.1.3 Сварка полос

      Сварку  полос оператор поста управления осуществляет на сварочной машине внахлест с раздавливанием шва. Величина перекрытия концов полос составляет от 1,5 до 2,5 мм в зависимости от толщины свариваемых  концов и устанавливается автоматически  от ЭВМ. Скорость сварки двухступенчатая 6,6 м/мин и 10,0 м/мин. Перед сваркой  концы полос центрируют с помощью  центрирующего устройства и обрезают на встроенных ножницах для обеспечения  их параллельности. Зазор между ножами должен быть отрегулирован от 0,05 до 0,1 мм. Если свариваемые концы отличаются друг от друга по ширине на 10 мм и более, то выступающие углы должны быть обрезаны с помощью высечного пресса.

     2.1.4 Обезжиривание полос

      2.1.4.1 После сварочной машины полоса поступает в установку обезжиривания, состоящую из ванны щелочного обезжиривания № 1, щеточно-моечной машины № 1, ванны щелочного обезжиривания № 2, щеточно-моечной машины № 2 и ванны промывки горячей водой.

      Концентрированный моющий раствор приготавливают в  отделении приготовления растворов  блока химических установок. Для  его приготовления используют препарат Фоскон-207.

      При отсутствии препарата Фоскон-207 производят обезжиривание проката на АНО  растворами на основе моющих средств  типа МС-8, МС-15.

      Концентрированный моющий раствор поступает в циркуляционные баки агрегата, где его разбавляют водой до концентрации в соответствии с таблицей 4.

        Температуру и уровень  раствора регулируют автоматически. Измерение  температуры и концентрации производят в циркуляционных баках. Раствор  с соответствующей температурой и концентрацией насосами направляют в рабочие ванны на агрегате. Между  рабочими ваннами и циркуляционным баком осуществляют циркуляцию раствора. Имеются две циркуляционные системы:

      циркуляционная  система № 1, состоящая из циркуляционного  бака вместимостью 25 м³ и щелочной ванны № 1;

      циркуляционная  система № 2, состоящая из щелочной ванны № 2 и циркуляционного бака вместимостью 25 м³.

      2.1.4.2 Очистку полосы начинают в щелочной ванне с погружения ее в раствор.

      Далее полоса поступает в щеточно-моечную  машину № 1, где ее очищают с помощью  четырех щеток, на которые под  давлением подают воду через коллекторы. Вращение щеток должно совпадать  с направлением движения полосы.

      Направление струй 1-го верхнего коллектора против хода полосы. Усилие прижатия щетки  к полосе определяют по току электродвигателя щетки. Рабочий ток должен быть не менее, чем на один ампер больше тока, фиксируемого при холостом вращении щетки. Щетки щеточно-моечных машин заменяют по мере их износа (определяют визуально). Контролирует старший термист один раз в смену.

      2.1.4.3 Очистку полосы в щеточно-моечной машине № 2 производят аналогично щеточно-моечной машине № 1. Допускается вывод из работы одной щетки при удовлетворительной очистке полосы на выходе из каждой ЩММ.

      2.1.4.4 Окончательную промывку полосы после очистки производят в ванне горячей промывки методом струйной обработки и методом погружения. Для промывки и удаления щелочи применяют умягченную воду, используемую каскадно от ванны промывки до щеточно-моечной машины № 1, после чего воду сливают в дренажную емкость. Удаление влаги с поверхности полосы производят с помощью трех пар отжимных роликов и сушилки № 1, где производится сушка полосы горячим воздухом с температурой до 120ºС.

      2.1.4.5 Приготовление рабочего моющего раствора производят в следующей последовательности:

      открыть питательный клапан, подать воду в  циркуляционный бак и наполнить  до середины – между верхним и  нижним рабочими уровнями;

      для нагрева воды открыть паровой  клапан;

      включить  циркуляционный насос и начать циркуляцию воды по байпасному трубопроводу без подачи воды в рабочую ванну;

      перед пуском агрегата открыть клапан подачи моющего раствора в рабочую ванну  и начать циркуляцию между ванной и циркуляционным баком;

      моющий  раствор приготавливают в отделении  приготовления растворов блока  химических установок.

      2.1.4.6 Массовая концентрация механических примесей в обезжиривающих растворах в ваннах щелочного обезжиривания должна быть не более 1 г/дм³.

      2.1.4.7 Контроль массовой концентрации моющих средств, общей или активной щелочности, массовой доли механических примесей в обезжиривающих растворах осуществляют методами химического анализа не менее 1 раза в смену.

      2.1.4.8 Полную замену рабочих растворов осуществляют один раз в месяц вовремя ППР и при накоплении механических примесей в растворах более  
1 г/дм³. Операции по обезжириванию полосы выполняет травильщик. Контроль операции обезжиривания полосы проводит старший термист и контролер УТК.

     2.2 Термическая обработка холоднокатаного металла в печи отжига АНО.

     2.2.1 Печь состоит из секций нагрева, выдержки, газоструйного охлаждения, повторного нагрева, перестаривания, ускоренного и воздушного охлаждения.

     2.2.2 Термическую обработку полосы проводят в среде защитной атмосферы. В качестве защитной атмосферы применять:

• в печи №1 (СН, СВ, СГО) азотный газ с точкой росы не более минус 60 ^оС и объемной долей кислорода менее 0,002 %;
• в печи № 2 (СПН, СП, СБО) азотно-водородный газ состав его 95-97 % азота, 3-5 % водорода с объемной долей кислорода менее  0,002 % и точкой росы  не более минус 50 ^оС.

     Давление  подачи азота на печи №1 и №2 должно быть 3300-3500 мм. вод. ст. и давление подачи водорода на печь №2 должно быть 3900-4000 мм. вод. ст.

     При обработке металла с повышенными  требованиями к отделке поверхности  в качестве защитной атмосферы в  печи №1 допускается присутствие азотно-водородного газа составом 95-97 % азота, 3-5 % водорода, с объемной долей кислорода менее 0,002 % и точкой росы не более минус 50 ^оС.

     2.2.3 Температуру полосы по секциям агрегата старший термист и термист задает в зависимости от способности к вытяжке проката.

     Переотжиг холоднокатаной углеродистой стали после отжига в АНО с целью восстановления поверхности металла от цветов побежалости (окисленной пленки), ликвидации дефектов "отклонение от плоскостности" и "ржавый" производить по соответствующему режиму таблицы 5.

     Для проката марки 01ЮТ превышение верхнего предела температур в секциях  нагрева и выдержки нарушением не считать. При появлении дефекта "гофра" на поверхности полосы допускается  снижение температуры в секциях  нагрева и выдержки до 830 ^оС.

     Для стали марок 08Ю, 08пс способности  к вытяжке "ВГ" по ГОСТ 9045 с толщиной полосы 0,7 мм и менее, для снижения выхода несоответствующей продукции  по дефектам "линии сдвига" и "излом", температуру в секции газового охлаждения снижают до устранения данных дефектов при этом допускается снижение температуры  в секциях нагрева и выдержки при условии соответствия механических свойств проката требованиям  заказа.

     Для режима "ВГ" температура рабочего пространства в зонах секций нагрева  и выдержки должна соответствовать  данным таблицы 1.

     Таблица 1 - Температура рабочего пространства в зонах секций нагрева и выдержки для режима «ВГ» 

     Для режимов "ВОСВ-Т", "ВОСВ", "ОСВ", "СВ" температуры рабочего пространства в зонах секций нагрева и выдержки должны соответствовать данным таблицы 2. 
 
 
 
 
 

     Таблица 2 - Температура рабочего пространства в зонах секций нагрева и выдержки для режимов "ВОСВ-Т", "ВОСВ", "ОСВ", "СВ" 
 

     Температура рабочего пространства в зонах секции повторного нагрева должны соответствовать  значениям, приведенным в таблице  3.

     Таблица 3 - Температура рабочего пространства в зонах секции повторного нагрева для режимов "ВОСВ-Т", "ВОСВ", "ОСВ", "СВ", "ВГ" 

    В таблицах 1, 3 представлены значения температуры по зонам секций агрегата при максимальных скоростях движения полосы. При снижении скорости транспортировки полосы от максимальных значений температура в секциях АНО может отличаться от значений представленных в таблицах 6, 8 при условии сохранения температуры металла по секциям агрегата в соответствии с таблицами 5, 6, 8 для режима " ВГ".

    2.2.4 Производительность  при отжиге стали марки 08Ю должна быть не более 60 т/ч.

    2.2.5 Максимальную скорость транспортировки полосы для стали марок 08Ю, 08пс категории вытяжки "ВГ" рассчитывают по производительности не более 110 т/ч и не должна превышать 200 м/мин.

    Для проката стали марок 08Ю, 08пс способности  к вытяжке "ВГ" по ГОСТ 9045 с толщиной полосы 0,7 мм и менее скорость транспортировки  в средней части агрегата при  установившемся режиме обработки не менее 110 м/мин.

    2.2.6 Рулоны стали марок 08Ю, 01ЮТ способности к вытяжке "ВОСВ-Т", "ВОСВ", "ОСВ", "СВ" обрабатывать на установившемся режиме.

    2.2.7 Для выхода на заданный режим стали марки 01ЮТ  использовать переходной металл в количестве 150 т с шириной полосы не менее ширины полос стали марки 01ЮТ.

    2.2.8 Металл на экспортные заказы отжигают по технологическим картам и указаниям.

    2.2.9 Перед подачей защитного газа в печные секции их необходимо продуть азотом.

      2.2.10 Подачу азота и азотно-водородного газа в атмосферу печей производить в зависимости от технологических ситуаций.

      Восстановление  технологического режима после простоев до выхода на требуемый режим отжига проката производят в 2 этапа:

     I этап – продувка атмосферы печей азотом до объемной доли кислорода не более 0,2 % при расходе азота:

     - на печь №1 – 2800 – 3000 м³/ч;

     - на печь №2 – 3800 – 4000 м³/ч.

     II этап – установить расход азота:

     - на печь №1 – 2100 – 2300 м³/ч;

     - на печь №2 – 2500 – 2700 м³/ч, при достижении температуры в зонах секции повторного нагрева более 500 ^оС, а в зонах секций перестаривания и быстрого охлаждения более 300 ^оС производить подачу азотно-водородного газа в печь №2 с расходом водорода 70–80 м³/ч, для обеспечения объемной доли водорода в защитном газе 3–5 %.