Производство металлического проката и фольги

Санкт-Петербургский  Государственный Университет Растительных Полимеров 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«ПРОИЗВОДСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОКАТА  И ФОЛЬГИ» 
 
 

Выполнила:

Студентка 134 группы

Полупан Полина 

Проверил:

Гропянов  А.В. 
 
 

Санкт-Петербург 

2011г.

СОДЕРЖАНИЕ: 

1. Введение.
2. Технологический процесс прокатки.
3. Производство алюминиевой фольги.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ:

Технология прокатного производства- это комплекс взаимосвязанных

технологических переделов, определяющих качество прокатной  продукции и

технико-экономические  показатели работы прокатных цехов, металлургических

заводов. В условиях постоянно возрастающих требований к качеству

металлопродукции, оснащения предприятий современным прокатным оборудованием,

расширения марочного  и размерного сортамента проката, создания новых и

усовершенствования  существующих технологических процессов, а также высоких

темпов развития прокатного производства, знание всех технологических факторов

производства  проката позволит наиболее эффективно решать вопросы, связанные с

работой прокатных  цехов, с дальнейшим внедрением новой  техники и достижений

науки в производстве, тем самым обеспечивая более  высокий уровень качества

проката и эффективность его производства.

Развитие современного прокатного производства базируется на использовании

нового, более  совершенного нагревательного, прокатного и отделочного

оборудования, характеризующегося поточностью ряда технологических  процессов и

операций, более высокими скоростями и более интенсивными режимами работы, все

возрастающими массами исходного продукта, повышением качества исходного

слитка и непрерывно литой заготовки.

На технологию современного прокатного производства существенное влияние

оказывают все возрастающие требования и к отделке готового проката. Новые

автоматические  линии и станочное оборудование заводов машиностроения

переопределили  особые требования к качеству прокатной  продукции по чистоте и

степени отделки  поверхности, прямолинейности, обработке торцов сортового

проката, точности профиля и ряду других требований.

Существенные  сдвиги в технологии производства проката  происходят в связи со

значительным  увеличением доли проката, характеризующегося высокими

прочностными  свойствами при высокой пластичности и в ряде случаев

регламентированной  микроструктуре и величине зерна. Это  достигается путем

увеличения количества проката из легированных и низколегированных  марок

стали, производство которого имеет специфическую технологию с особенностями

нагрева, прокатки охлаждения и отделки металла.

Принимаемые на заводах черной металлургии меры по повышению качества стали по

чистоте от неметаллических  включений, по улучшению поверхности  слитков,

заготовок и  проката, позволяет намного уменьшить  запороченность дефектами

поверхности заготовок  и готового проката и, следовательно, сократить объем

зачистки металла  для ряда назначений.

Отсутствие поверхностных  дефектов на прокате обусловлено  не только

необходимостью  исключения ослабленных мест и концентраторов напряжения на

прокате, предназначенном  для изготовления ответственных  деталей машин и

конструкций, но и возможностью дальнейшего передела проката в

малопотребляющих отраслях промышленности. Оснащение цехов

высокопроизводительным  зачистным оборудованием обеспечит выполнение этой

задачи.

Особенностью  современного развития прокатного производства являются также

высокие темпы  наращивания мощностей четвертого передела, в том числе для

получения холоднокатаного  и калиброванного металла, проката, подвергнутого

термической обработкой, и проката с покрытиями, технология производства

которого имеет  свои особенности, обеспечивающие параметры  качества готового

проката, оговоренные  соответствующими стандартами и  техническими условиями.

Технология производства подката для четвертого передела, особенности

подготовки металла  для холодной деформации, многооперационность  этих

технологических процессов определяют технико-экономические  показатели

производства  этой продукции.

Изучение вопросов технологии производства проката с оценкой влияния основных

технологических процессов и операций по всем переделам  прокатного

производства  на качество готовой прокатной продукции, на возможности

расширения марочного  и размерного сортамента проката  и эффективность

производства  – важное условие дальнейшего повышения технического уровня и

развития прокатного производства.

При разработке мероприятий, связанных с развитием  прокатного производства,

учитываются результаты комплекса научно-исследовательских  и проектно-

конструкторских разработок, позволивших значительно усовершенствовать

технологию прокатного производства, оснастить цехи современным

высокопроизводительным  оборудованием, постоянно расширять  марочный и

размерный сортамент  проката в условиях значительного  улучшения параметров

качества проката по физико-химическим и эксплуатационным свойствам,

структуре, величине зерна, состоянию и отделке поверхности.

Проблема улучшения  качества проката в значительной мере определяется

вопросами стандартизации. При разработке технологии производства проката

различного назначения исходят прежде всего из необходимости  обеспечить выпуск

продукции, полностью  соответствующей требованиям стандартов или технических

условий. При  этом учитывается, что в зависимости  от эксплуатационных

требований, предъявляемых к готовому прокату в условиях его службы в машинах,

конструкциях, приборах, средствах транспорта, связи и  т.д., к качеству

металла могут  быть предъявлены требования, соответствующие  высоким категориям

качества, оговоренным  стандартом, или ТУ.

Создание новых видов машин , оборудования , приборов , внедрение ряда

прогрессивных технологических процессов в  малопотребляющих отраслях

промышленности  связано с широким использованием холоднокатаного листового и

ленточного проката , характеризующегося высокой степенью отделки поверхности

, точностью размеров  и заданными физико-механическими  свойствами .

Значительные  темпы создания мощностей по выпуску  листовой стали с покрытиями

цинком, хромом, оловом, свинцом, алюминием, пластиками связаны с

использованием  холоднокатаной стали. Холоднокатаная сталь для изготовления

трансформаторов и электромашин в виде листового  и ленточного проката

характеризуется высокими магнитными свойствами и обеспечивает значительное

повышение экономичности  и создание новых типов энергетического оборудования и

машин. Применение в качестве конструкционного и обшивочного  материала

холоднокатаной  нержавеющей стали является определяющим в технических

характеристиках различных видов ответственных  машин и конструкций.

Холоднокатаный  ленточный прокат с заданными физико-механическими свойствами

является основным видом продукции в производстве прецизионных сплавов, широко

применяемым в  приборостроении и т.д.

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОКАТКИ. 

Подготовленные  к прокатке горячекатаные травленые  рулоны со склада травленых

рулонов электромостовым  краном устанавливают на цепной транспортер  с зазором

610-1460мм в зависимости  от ширины рулона .

Цепным транспортером рулоны транспортируют к поворотному устройству , на

ролики которого сталкиваются с помощью подъемного стола или сталкивателя.

После надевания  рулона на головки разматывателя  передний конец полосы с

помощью задающих роликов подается в валки 1-й клети. Прижим пресс-

проводкового  стола 1-й клети в момент задачи переднего конца полосы поднят.

Полоса располагается  в направляющих стола. После захвата  полосы рабочими

валками 1-й клети  прижим пресс-проводкового стола опускается на полосу. Это

увеличивает натяжение полосы строго по оси стана.

Прокатка полосы начинается с захвата ее переднего  конца валками 1-й клети.

После выхода переднего  конца полосы из рабочих валков первой клети и захвата

ее рабочими валками 2-й клети старший вальцовщик четырехклетевого стана

замеряет толщину  обжатого переднего конца и доводит  ее до значений, указанных

в режимах обжатий. При этом после перевода стана  на рабочую скорость толщина

полосы, выходящей  из 1-й клети, должна быть равна толщине  полосы, приведенной

в таблицах режима обжатий.

В момент захвата  полосы рабочими валками 2-й клети  полоса получает натяжение.

Прокатка полосы во 2—4-й клетях осуществляется так  же , как и в 1-й клети.

Вышедший из 4-й клети передний конец полосы с помощью автоматического

захлестывателя  заправляется на барабан моталки и после 4-5 витков полосы на

барабане моталки  стан плавно переводится на рабочую  скорость.

При прохождении  швов через рабочие валки стана  скорость прокатки снижается до

3-5м/с. Задний конец полосы прокатывается при опущенных прижимах пресс-проводковых столов. Это увеличивает натяжение полосы перед рабочими валками и

предохраняет  рабочие валки от выброса полосы в сторону, а значит , от порезов

и наваров.Задние концы полос должны быть равными , не должны иметь хвостов. Это

предохраняет рабочие валки клетей от порезов.

Подъемный стол, приняв на себя рулон, передвигается  к цепному транспортеру.

Снятый с барабана моталки рулон устанавливается  на цепной транспортер, а

сниматель рулонов  возвращается под барабан моталки. Поверхность рабочих валков 1-й и 4-й клетей насекается с целью улучшения

условий захвата  металла и предупреждения свариваемости  витков рулона при

отжиге.

Допустимая разница  в диаметрах рабочих валков на четырехклетевом стане – не

более 2мм.

Для обеспечения  качественного профиля прокатываемых полос осуществляют

перевалку рабочих  и опорных валков. Данные о допустимых количествах металла,

прокатываемого  между перевалками, приведены в  таблице 2.

Температура эмульсии, подаваемой на стан, должна быть зимой  не ниже 25-30

град.С., летом 28-34 град.С.

Охлаждение валков – эмульсией с содержанием  эмульсола 4-10%. Охлаждение

валков должно начинаться одновременно с прокаткой  и прекращаться с остановкой

стана.

При временных  задержках в работе стана вращение валков не прекращается.

На валках, заваленных в клеть после их перешлифовки, необходимо для лучшего

использования их бочек начинать прокатку с более  широких полос и постепенно

переходить к  более узким.

Рабочие валки, имеющие максимальную твердость, обычно устанавливают в

дрессировочный  стан и четвертую клеть непрерывного стана.

По мере перешлифовки валки перемещают от четвертой к первой клети.

После травления  утяжеленные рулоны взвешивают на транспортере и подают к

стану холодной прокатки.

Непрерывный стан состоит из четырех клетей кварто с диаметром валков рабочих

500мм и опорных  1400мм и с длиной бочки 1700мм. Установка четырех клетей

позволила прокаливать  листовую сталь более широкого сортамента с наименьшей

толщиной 0,4мм и  применять в этом случае горячекатаные  рулоны полос толщиной

1,8мм. Суммарное  обжатие в этом случае составляет 80%. Скорость прокатки в

последней клети  достигает 25м/с.

    

Кроме основных потоков холоднокатаной листовой стали, в цехе предусмотрен

поток выдачи термически обработанной листовой стали в горячекатаном  виде.

Цех холодной прокатки с пятиклетевым непрерывным станом холодной прокатки

имеет термическое  отделение для рекристаллизационного  отжига холоднокатаной

стали в защитной среде. Все отжигательные печи –  колпаковые одностопные,

рассчитаны на садку массой 180т. Максимальная высота стопы рулонов 4,8т.

Топливом является смешанный коксо-доменный газ с теплотворной способностью

1600ккал/м3 . Заданная  производительность цеха по термической  обработке

обеспечивается 166 стендами при 66 нагревательных колпаках. Размер колпаков –

высота 6,86м , наружный диаметр 4,78м. Они футерованы шамотным кирпичом.

Масса колпака 35т. Количество муфелей, изготовленных  из нержавеющей

теплостойкой  стали, соответствует количеству стендов  и резервного количества,

необходимого  для ремонта. В качестве защитного  газа, предохраняющего рулоны

от окисления, применяется защитный газ, состоящий из 96% азота и 4% водорода.

Между рулонами и под низ стопы укладываются конвекторные кольца,

обеспечивающие  интенсивную теплопередачу между  защитным газом и торцами

рулонов. Сверху стопа рулонов закрывается специальной  крышкой для того, чтобы

весь защитный газ проходил через конверторные кольца.

Циркуляционный  вентилятор засасывает защитный газ  из внутренней полости стопы

рулонов и через  направляющий аппарат подает его  в пространство между стенкой

муфеля и стопой рулонов, откуда он через конверторные кольца вновь поступает

во внутреннюю полость стопы рулонов. Совершая этот путь, защитный газ

передает тепло  от муфеля металлу, а при охлаждении отнимает его у металла.

Транспортирование рулонов, стендов, муфелей, обслуживание термических печей

осуществляется  мостовыми кранами грузоподъемностью 20/20тс.

Размеры рулонов  массой до 45т, подвергаются термической  обработке,

определяются  сортаментом холоднокатаной стали, прокатываемой на пятиклетевом

стане.

                         Размеры отжигаемых рулонов, мм:                        

                        Толщина полосы............0,4-3,5                       

                       Ширина полосы..............700-1560                      

                   Максимальный наружный диаметр рулонов.2700                  

                     Внутренний диаметр рулонов.........600                    

Рулоны металла, поступающие на отжиг, должны удовлетворять  следующим

требованиям: смотка должна быть плотной с плотно прилегаемыми наружными и

внутренними витками; выступы отдельных витков в рулонах  допускаются не более

чем на 20мм; телескопичность  рулонов допускаетсяне более 50мм; овальность

рулонов не допускается; каждый рулон должен быть увязан по окружности двумя

поперечными обручами на расстоянии не более 1м от наружного конца.

Садки металла  для отжига комплектуются поплавочно из одной марки стали и

одного размера  рулонов. Допускается догружать  садку другой плавкой с близкими

по размерам рулонами, при этом рулоны меньшего диаметра, меньшей толщины и

большей ширины полосы укладываются на верх стопы.

В целях эффективного использования стендов термических  печей после охлаждения

садки под муфелем  до заданной температуры муфель снимают  и стопу рулонов

переносят на другой стенд участка ускоренного охлаждения. При этом между

рулонами устанавливаются  те же кольца, которые были в стопе  на печном стенде.

    

Технологией резки  рулонного проката на листы предусматривается  после обрезки

дефектных концов полосу направлять в листоправильную  машину, а затем

транспортировать  ее к направляющему столу дисковых ножниц. После сближения

вертикальных  роликов стола и центрирования  полосы относительно оси агрегата

полоса захватывается  дисковыми ножницами, на которых  образуются кромки

полосы. Полоса после обрезки направляется ко второй листоправильной машине, а

затем к летучим  ножницам, а обрезанная кромка –  к кромкомоталке. На

современных агрегатах  работу кромкомоталки контролируют с помощью

телевизионной установки.

Листы заданной длины после резки на летучих ножницах получаются за счет

подбора линейной скорости движения ножей летучих  ножниц и скорости движения

полосы в агрегате. Разрезанные листы направляются в соответствующие секции.

После набора пачки  листов заданной массы в одной  секции листы направляются в

другую секцию агрегата. Перед секциями пакетирующего  устройства листы

промасливают  на промасливающих машинах. На ряде современных  агрегатов

поперечной резки  предусматривается установка в  потоке третьей

роликоправильной  машины для дополнительной правки листов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРОИЗВОДСТВО  АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ.

В промышленности алюминиевая фольга производится путем  последовательной и многократной (до 10-12) ее прокатки между стальными  полированными валами с постепенно уменьшающимися зазорами между ними. Для достижения толщины фольги менее 50-60 мкм процесс осуществляют путем совместного проката сразу двух фольг с нанесением между полотнами смазывающе-охлаждающей жидкости, которая затем удаляется в процессе последующего отжига при температуре более 300°С. Совместная прокатка отражается на внешнем виде поверхностей готовой фольги. Сторона, обращенная к поверхности полированного вала, всегда блестящая, а сторона, соприкасающаяся с другой фольгой - матовая. Использование алюминиевой фольги при производстве упаковочных материалов в первую очередь обусловлено ее непревзойденными барьерными свойствами, благодаря которым упаковываемый продукт полностью защищен от агрессивных воздействий ультрафиолета, влаги, кислорода. Именно этим объясняется то, что срок хранения многих продуктов, упакованных в фольгированных пленочных материалах, может составлять более года. Например, сухое молоко в герметичных пакетах из ламинированной фольги может храниться 2 года. Из-за чрезвычайно низкой прочности и отсутствия способности образовывать термосвариваемые швы, необходимые для герметизации упаковок, применение алюминиевой фольги в чистом виде крайне ограничено. Как правило, она входит в состав различных многослойных ламинатов, содержащих с одной (внешней) стороны полиэтилентерефталатные, полиамидные пленки или пленки из ориентированного полипропилена, а с другой (внутренней) - термосвариваемые покрытия (лаки, клея-расплавы, полиэтилен, полипропилен и их сополимеры). Внешние слои, как правило, несут многоцветный печатный слой, а внутренние позволяют автоматизировать процесс упаковки с помощью тепловой сварки. На функциональную устойчивость упаковочных ламинатов с фольгой может отрицательно сказываться агрессивное воздействие упаковываемого продукта. Например, уксусная или жирные кислоты, содержащиеся в отдельных пищевых продуктах, при их тепловой обработке (пастеризация, кипячение продукта в упаковке, высокотемпературная стерилизация) могут после диффузии через внутренний термосвариваемый слой реагировать с оксидной пленкой на поверхности фольги, приводя к ее постепенному разрушению и, следовательно, к падению барьерных свойств ламината. При всей своей высокой химической инертности оксидная пленка (Al₂O₃) на алюминиевой поверхности может вступать в реакцию, как с кислыми, так и со щелочными средами. Совершенно не влияют на свойства фольги в структуре упаковочного материала лишь среды, у которых показатель кислотности лежит в диапазоне РН от 4 до 9. (По материалам сайта www.upackgroup.ru). Помимо барьерных свойств, привлекательность использования алюминиевой фольги, как упаковочного материала, обусловлена значительными сбережениями ресурсов за счет экономии топлива при транспортировке продуктов. Так замена компанией "Kraft Food" стеклянных бутылок при розливе широко известного напитка "Capri-Sun" на "устойчивый" пакет (doy-pack) из фольгированной пленки позволяет транспортировать почти вдвое больше упаковок в том же объеме, так как вес пакетов составляет всего 6,1% от веса самого груза Производство алюминиевой фольги, как и любое другое, находится в постоянном развитии. Год от года совершенствуется оборудование, оптимизируются технологические режимы, расширяется химический состав, используемых сплавов. Все это направлено не только на улучшение эксплуатационных свойств фольги, но и на уменьшение ее толщины, как основного параметра, определяющего снижение материалоемкости и, следовательно, повышения экономической эффективности применения фольги при изготовлении упаковочных материалов.

Стремление  упаковщиков использовать все более  тонкую фольгу вполне оправдано, так  как при полном сохранении барьерных  свойств замена, например, 9 - микронной  фольги на 7 - микронную сразу же обеспечивает более, чем 20 % экономию металла. Возможность производства все более тонких фольг имеет, тем не менее, отрицательную сторону, обусловленную увеличением пористости или числа микроотверстий при уменьшении толщин проката. Это неизбежная закономерность, так как в атмосфере производственных помещениях невозможно создать условия абсолютного отсутствия каких-либо инородных микроскопических частиц, нарушающих при прокате целостность тонкой фольги.