Структура, технологический процесс и оборудование ЛПЦ № 10

Структура, технологический  процесс и оборудование ЛПЦ № 10.

 

Непрерывный широкополосный стан 2000 предназначен для производства горячекатаных полос толщиной 1,2-16 мм, шириной 700-1850 мм, сдернутых в рулон массой до 45 т из стали углеродистой обыкновенного качества по ГОСТ 380, качественной конструкционной по ГОСТ 1050 и низколегированной по ГОСТ 19282. В качестве исходной заготовки на стане 2000 используются поступающие из ККЦ непрерывнолитые слябы толщиной 250 мм, шириной 750-1850 мм, длиной 4,8-12,0 м и массой 7-43,3 т.

НШПС 2000 состоит из участка загрузки слябов, участка нагревательных печей, черновой и чистовой групп клетей, промежуточного рольганга между ними, а также уборочной линии стана.

Участок нагревательных печей состоит  из четырех методических печей с  шагающими балками, загрузочного рольганга перед каждой печью, сталкивателей слябов, приемного рольганга, приемников слябов из печей. Производительность каждой печи 460 т/ ч.

Черновая группа клетей состоит  из вертикального окалиноломателя, клети дyo, пяти универсальных клетей квapтa. Из которых три последние объединены в непрерывную подгруппу. Промежуточный рольганг оснащен тепловыми экранами типа энкопанель и устройствами разделки недокатов.

Чистовая группа стана включает летучие ножницы, чистовой роликовый окалиноломатель, семь клетей кварто, оснащенных гидронажимными устройствами, осевой сдвижкой рабочих валков и системами противоизгиба. Все межклетевые промежутки оснащены устройствами ускоренного охлаждения прокатываемых полос. 3а последней клетью стана начинается отводящий рольганг с душирующими устройствами перед каждым участком моталок. Уборочная линия включает двa участка моталок. На каждом из участков имеется группа из трех моталок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-валок вертикальный; 2-шпиндель универсальный; 3-механизм замены шпинделей; 4-узел станин; 5-привод вертикальных валков; 6- привод станинных роликов; 7-площадка

        

Рисунок 1- Вертикальный окалиноломатель (ВОЛ)

 

       Участки моталок оборудованы  тележками съемников рулонов,  кантователями рулонов, транспортирующими конвейерами с подъемно-поворотными столами, весами, рулоновязальными машинами и маркировщиками рулонов.

Технологический процесс прокатки на стане 2000 заключается в следующем. Слябы из отделения непрерывной разливки стали ККЦ поступают в отделение приема литых слябов, которое предназначено для передачи их на стан 2000 и проведения выборочной зачистки дефектных слябов, а также взятия проб для макроанализа.      

3амаркированные (на узкой грани)  слябы с качественной поверхностью направляются по рольгангу для задачи в нагревательные печи стана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 - Клеть дуо.

 

Для нагрева слябов до температуры прокатки 1200-1300⁰ С на стане 2000 применяются методические печи с шагающими балками. Под печи состоит из шести рядов неподвижных (стационарных) и четырех рядов подвижных (шагающих) балок, имеющих испарительное охлаждение. Подвижные балки могут совершать движения вверх и вниз, вперед и назад. При движении вверх подвижные балки приподнимают заготовки над неподвижными на высоту 100 мм. При движении вперед заготовки перемещают по печи на 450 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- электродвигатель; 2 - зубчатая муфта; 3 - шестеренная клеть; 4 - универсальный  шпиндель; 5 - рабочая клеть; 6 - тележка  для перевалки валков.

 

Рисунок 1.3 - г лавная линия стана 2000 горячей прокатки.

 

При этом первая со стороны выдачи заготовка выталкивается подвижными балками из печи, а очередная заготовка, находящаяся ранее на загрузочном столе, вносится в печь. При движении балок вниз заготовки укладываются на неподвижную часть пода, оказываясь перемещенными вперед на один шаг, при этом подвижные балки опускаются ниже уровня пода также примерно на 100 мм.

При движении назад подвижные балки  устанавливаются в положение, из которого они вновь могут захватить в печь очередную заготовку. Интервал времени между окончанием каждого движения шагающих балок и началом следующего составляет 0,5 с. Таким образом, с помощью шагающих балок выполняются все основные операции по загрузке, перемещению по печи и выгрузке заготовок.

Нагретые до температуры прокатки слябы выдаются из печей и укладываются на приемный рольганг 28 (см. рис 4), который подает их к черновой группе стана.

В вертикальной клети 3 боковое обжатие может достигать 80 мм, что способствует лучшему удалению окалины и позволяет сократить число типоразмеров литых слябов по ширине.

 

 

1-6-Черновая группа клетей; 7-13-чистовая группа клетей; 14-вертикальный окалиноломатель; 15-чистовой окалиноломатель; 16- летучие ножницы; 17-вторая группа моталок; 18-первая группа моталок; 19-подъемноповоротный стол; 20-подьемный стол; 21-загрузочный рольганг перед печью; 22- сталкиватели слябов; 23-передаточная тележка; 24-приемник слябов; 25-приемный рольганг; 26-промежуточный рольганг; 27-отводящий рольганг; 28-транспортирующий конвейер рулонов; 29-транспортирующие тележки; 30- нагревательные печи.

 

Рисунок 1.4- План цеха ЛПЦ №10 с расположением основного  

                   механического оборудования.

В клети дуо 4 величина обжатия за проход составляет 55-60 мм (22-24 %). Суммарное обжатие в горизонтальных валках последующих пяти клетей определяется требуемой толщиной раската после черновой группы. В зависимости от размеров сечения готовых полос эта толщина находится в диапазоне 25-60 мм.

Соответственно необходимое суммарное обжатие в упомянутых пяти клетях составляет 130-170 мм, или 69-90% (частные обжатия до 40%).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- электродвигатель; 2 - муфта,  тормоз; 3 - промежуточный вал; 4 –  муфта; 5 - шестеренная клеть; 6 - шпиндельное  соединение; 7 -уравновешивающее устройство;  8 – станина; 9 - опорные валки; 10 - рабочая клеть; 11- рабочие валки,·  12 – плита; 13 - анкерные болты. 

Рисунок 1.5 - Кинематическая схема главной линии стана «2000»

 

В черновых клетях N°2, 1-3 главные электроприводы нерегулируемые и поэтому захват металла и прокатка ведутся на постоянной скорости. В непрерывной подгруппе универсальных клетей N°2, 4-6 для обеспечения условий непрерывной прокатки применены регулируемые главные приводы постоянного тока, позволяющие оперативно согласовывать скорости необходимым образом. В процессе черновой прокатки производится гидросбив окалины с раската водой, подаваемой специальной насосной станцией под давлением 12-15 МПа.

 

Гидросбивы расположены после вертикальной клети N°1 и перед всеми универсальными клетями.

Струи воды направлены под углом 1,3 рад к поверхности полосы против ее движения. Такой угол встречи струй с раскатом хотя и снижает их ударную силу, но улучшает смыв окалины с полосы. Сопла гидросбивов расположены на расстоянии 300-400 мм от поверхности раската.

Температура полосы за черновой группой 1050-1150⁰ С. Регулирование температуры производится изменением скорости прокатки в непрерывной подгруппе из трех последних черновых клетей. Окончательная прокатка полосы до заданной толщины производится в чистовой группе из семи клетей 9. Перед этим раскат, вышедший из черновой группы, тормозят на промежуточном рольганге до скорости входа в чистовую группу. Промежуточный рольганг 26 оснащен тепловыми экранами типа экранопанель, которые с помощью гидропривода могут быть опущены в рабочее положение над раскатом или подняты. Число секций энкопанелей - 24. Экранирование металла повышает его температуру на входе в чистовую группу на 30-50⁰ С и снижает температурный перепад по длине раската на 20-30⁰С

Началу чистовой прокатки предшествует обрезка переднего неровного конца полосы на летучих ножницах. Ножницы состоят из следующих узлов и механизмов: режущего механизма, механизма для пропуска резов, подающих роликов, диффиринциального редуктора, механизма для выравнивания скоростей движения ножей и разрезаемой полосы и главного двигателя.

Перед окончанием прокатки обрезается и задний конец полосы. С целью улучшения захвата и уменьшения ударов при входе раската в валки чистовых клетей ножницы при обрезке формируют фигурную кромку полосы в виде шеврона.

В процессе транспортирования раската по промежуточному рольгангу 26 на его поверхности образуется слой вторичной окалины, которую разрушают в чистовом роликовом окалиноломателе 15 и затем удаляют с помощью гидросбива перед чистовой группой.

В зависимости от толщины промежуточного раската (25-60 мм) и готовой полосы (1,2-16,0 мм) суммарное обжатие в чистовой группе клетей составляет 23,8-44,0 мм или 95-73% соответственно. Обжатия уменьшают от первой чистовой клети к последней, максимальная величина обжатия может достигать 55% в первых двух клетях, 45% в последующих и 25% в последней клети.

Для стабилизации процесса чистовую прокатку ведут с межклетевыми натяжениями, величины которых поддерживают минимальными (5-15% от предела текучести материала полосы при данных термомеханических условиях) во избежание утяжки полосы (уменьшение ее ширины) и искажения профиля проката. С целью выравнивания по длине полосы такого важнейшего технологического параметра, как температура конца прокатки, используют разнообразные варианты переменных во времени скоростных режимов, реализуемые системами тиристорного управления главными приводами чистовых клетей и моталок.

Основной особенностью переменных режимов является захват полосы моталкой на заправочной скорости до 15 м/с и последующее согласованное ускорение всех клетей чистовой группы и соответствующей моталки, при котором скорость на выходе стана может достигать 21 м/с (для тонких полос). Величину ускорения регулируют в приделах 0,01-1,00 м/с².

В результате температура конца прокатки полос всего сортамента поддерживается в оптимальных пределах 830-900⁰С.

За станом расположена уборочная группа оборудования, к которой принадлежат отводящий рольганг 27 длиной 206 м соответственно с системой ламинарного охлаждения проката. Стан оборудован двумя группами моталок Первая группа 18 из трех моталок, расположенная на расстоянии 75 м от последней чистовой клети, предназначена для смотки полос толщиной до 4,0 мм. Вторая группа 17 из трех моталок на расстоянии 248 м от последней клети стана предназначена для смотки полос толщиной 4,0-16,0 мм. Параметры обеих групп моталок идентичны, за исключением 4, 5 моталок, которые имеют три заправляющих ролика вместо четырех. Моталки второй группы отличаются более мощными пружинами роликодержателей и другим профилем проводок.

Система ламинарного охлаждения на отводящих рольгангах подает воду на полосу сверху и снизу под давлением 0,20-0,25 МПа. Расход воды до 15050 т /ч. Длина охлаждаемого участка перед первой группой моталок 55 м, перед втopoи-66 м. Температура полосы снижается до значения температуры смотки (500-650⁰С). Использованная вoдa собирается и специальной насосной станцией подается вновь на охлаждение.

После смотки рулоны кантуются в  вертикальное положение, устанавливаются на конвeйep, обвязываются по окружности, взвешиваются на вecax, маркируются и транспортируются на склад или в цех холодной прокатки.

В cocтaв оборудования для резания полосы и уборки обрезков входят следующее машины: летучие ножницы, мостовой кран Q=32/16 т, подвесной кран Q=1 т, тpaвepca Q=32 т, аварийная тpaвepca, цепная тpaвepca.

Мocтoвoй кран Q=32/16 т - предназначен для выполнения работ при монтаже и ремонте оборудования, при перевалке валков, а также в качестве уборочных кpaнов. Мocтoвoй кран состоит из следующих основных частей: моста крана с механизмом передвижения, кpaнoвoи тележки с механизмами подъема и передвижения, подвески, крюка и кабины. Подвесной кран грузоподъемностью 1 т, магнитного типа предназначен для уборки обрезков, выпавших за пределы короба, кран оснащен магнитом. Отличается от крюковых кpaнoв применением специального барабана для наматывания гибкого кабеля, служащего для подвода электрического тока к катушкам грузового электромагнита, который подвешивается на крюк крана.

Tpaвepca Q = 32 т, имеет сварную, коробчатую конструкцию. В вepнeй части тpaвepca оснащена двумя откидными зацепами для подвешивания ее на другом крюке главного механизма подъема крана Q = 32/12,5 т. По краям тpaвepcы находятся ролики для плавного ее опускания в направляющие загрузочного люка.

Аварийная тpaвepca выполнена в виде сварной коробчатой конструкции. С обоих концов к тpaвepce жестко присоединены два пластинчатые однорогие крюки В вepxнeй части корпуса тpaвepcы имеется прицеп для захвата тpaвepcы крюком вспомогательного подъема крана. Цепная тpaвepca. Корпус тpaвepcы имеет сварную коробчатую конструкцию. В нижней части тpaвepcы на её концах пластинчатыми однорогими крюками Q = 16 т. каждый.

Траверса Q = 32 т - предназначена для  подъема коробов с обрезками  на уровень пола цеха.

      

    

      Сортамент  стана и основные требования  к готовой  продукции

Широкополосный стан горячей  прокатки предназначен для прокатки полос, свернутых в рулон массой от 7 до 43,3т, следующих типоразмеров: толщина, мм      - от 1,2 до 16 ширина; мм  - от 750 до 1850

• до +20 мм
• до +30 мм

Предельные отклонения по ширине стали с необрезанной кромкой  в рулонах не должны превышать следующие значения:

при ширине до 1000 мм                                                                                                    

при ширине свыше 1000мм

Размеры исходной заготовки:

толщина, мм                                                - 250

ширина, мм                                                 - от 750 до 1850

длина, м                     - от 4,8 до 12

масса, т                       -от 7 до 43,3

 

Телескопичность рулонов не должна превышать следующих величин (мм):

                                                                                                                                  Таблица 2.1

Толщина	Телескопичность при ширине
		До 800	Свыше
До 2,5 включительно	50	100
Св. 2,5	35	70

 

 

 

 

 

  При этом  превышение  одного  внутреннего  или   наружного  витка рулонов над остальными телескопичностью не является. В табл. 2 показан примерный сортамент стана:

4. 65,70, 60Г, 65Г	Сталь рессорно-пружинная углеродистая и легированная (14959- 79)
5. 65, 70, 60Г, 65Г 08Ю, 08пс 11ЮА, 18ЮА 08пс, 08, Юпс	ГОСТ 14959-79 ГОСТ 9045-80 ГОСТ 803-81 ГОСТ 1050-80 Полоса горячекатаная из углеродистой качественной конструкционной ленты
Марка ртали	Наименование (ГОСТ)
6.12К, 15К, 16К, 20К, 18К	Сталь листовая низколегированная и легированная для котлов и судов, работающих под давлением (5521-86)
7. 08Ю, 08ЮА, 10ЮА, 15ЮА, 20ЮА	Прокат листовой для холодной штамповки из конструкционной качественной стали (4041-71)

Марка стали	Наименование (ГОСТ)
1. Ст1 - Ст5 (всех степеней раскисления), СтЗГпс	Сталь обыкновенного качества углеродистая (380-88)
2. 08,10, 11,15, 20 (всех степеней раскисления), 25, 30, 45	Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения (16523-89)
3. 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХНДП, 09Г2, 09Г2Д, 09Г2СД, 17ГС, 09Г2С	Прокат из стали повышенной прочности (19281-89)

 

           Техническая характеристика оборудования  стана

       Нагревательные   печи   предназначены   для   нагрева   слябов   перед прокаткой на стане до определенной температуры. Тип: методические с шагающими балками. Производительность печи при загрузке слябов длиной 12 м:

максимальная 465 т/ч

расчетная 190-f-3 5 0 т/ч

          Максимальная  разность температур по длине  сляба 20°С. Максимальная    погрешность    температуры    между    заданными    и текущими значениями  ±15°С.

Теплопроводность природного газа 7890 ккал/м³ Температура воздуха на входе рекуператора 950°С. Максимальная температура в пятой-шестой зонах 1350°С. Энкопанель предназначена для того, чтобы при прохождении раската по промежуточному рольгангу, он не терял свою температуру. Длина системы экранирования 90,4 м. Расстояние от клети №6 до первой секции экрана 28,8 м. Протяженность одного агрегата 3,6 м. Количество экранов в одном агрегате:

боковых                                 2 шт.

верхних 1 шт.

нижних 1 шт.

        Минимальное  расстояние между экраном и  бочкой ролика 250 мм. Количество агрегатов 24 шт.

        Максимальная  протяженность секций экранирования  86,4 м. Кратность включения секций в режиме:

ручном                                                        1

  автоматическом                                                                         8, 16, 24

Суммарная масса системы                                                           175 т.

 Гидравлические системы:

количество                                              48 шт.

диаметр                                              80 мм

диаметр штока                                              56 мм

длина хода                                               700 мм

жидкость                                               минеральное масло

наибольшее давление в системе                   16МПа

наибольшее рабочее давление                   17,5 МПа

расход жидкости                                                                           153 м³/мин

Эластомерные пружины: 
тип                                                                      ДС1/Д

длина полного  хода  40 мм длина хода сжатия                                25 мм

Количество  датчиков горячего металла                                             25 шт

Количество  термометров                                                                 4 шт.

Количество  бесконтактных датчиков                                              96 шт

Коласной насос:

производительность                                                                          69 л/мин

 рабочее давление                                                           16МПа

Электродвигатель:

мощность                                                         22 кВт

частота оборотов                                                                 1460 об/мин

частота эл. тока                                                                50 Гц

Характеристика валков стана по клетям:

Таблица 2.2

Параметры									Номер клети
						2		3		4		5			6	7
D валко в, мм		Вертика льные		I	1000		1000		1000		1000			1000
			Горизон тальные		II	1180		1180		1180		1180			1180	850
Длин а		Вертика льные		III	470		470		470		470			470
бочки , мм		горизонт альные		IV	2000		2000		2000		2000			2000	2000
	8		9			10		11		12		13
I
II	850		800			800		800		800		800
III
IV	2000		2000			2000		2000		2000		2000

 

 

Характеристика  главного привода валков:

 

Таблица 2.3

Номер клети	Тип		Мощность
		вертикальные	горизонтальные	вертикальны е	горизонталь ные
I	II	III	IV	V
2	МПС-640-700У4	СДСЗ-19-59/16У4	640	7500
3	МПС-640-700У4	СДСЗ-19-59/16У4	640	7500
4	МПС-640-700У4	МП-7100-125УЗ	640	6500
5	МПС-640-700У4	МП-7100-125УЗ	640	300
6	МПС-640-700У4	2МП-14200-50УЗ	640	2 х 5600
7		2МП-14200-50УЗ		2 х 5600
8		2МП-14200-50УЗ		2 х 5600
9		2МП-14200-125У4		2 х 5600
10		2МП-14200-125У4		2 х 6300
11		2МП-14200-200УЗ		2 х 6300
12		2МП-14200-200УЗ		2 х 6300
13		2МП-14200-300УЗ		2 х 6300

 

         Летучие ножницы предназначены  для отрезки переднего и заднего 
конца раската перед подачей его в чистовую группу клетей: 
        Точность резания                            ±25 мм;

Размеры разрезаемых полос:

толщина, мм                             25 - 60;

ширина, мм                           750 - 1850.

Температура разрезаемых  полос 900-1150°С.

 

Скорость движения полос при  резке конца:

переднего                           0,6 - 1,5 м/с;

заднего                           0,4 - 3,0 м/с;

Расчетное усилие при резке конца:

переднего                           2,49 МН;

заднего                           2,94 МН;

Крутящийся  момент при резке конца:

переднего                          10МН*м;

заднего                          12,7 МН*м;

Диаметр барабана по кромкам ножей:

верхнего                          1360 мм;

нижнего                          1200 мм.

Межцентровое расстояние барабанов            1200 мм.

Угол начала контакта режущих  кромок        21°44\

Угол начала реза наибольшего сечения        27°.

Угол конца реза 10°.

Привод:

тип электродвигателя             12-23/106-3, 55УХЛ4; 
мощность         3550 кВт;

частота вращения         40 мин¹ .

Моталка   предназначена   для   сматывания   раскатанной   полосы   в рулоны.

толщина раската             1,2 - 4 мм, 2-16 мм;

ширина  раската 750 - 1850 мм;

температура 500 - 650°С;

скорость  входа полосы 12,5 м/с;

натяжение полосы         25 кН;

скорость  смотки до 25 м/с;

масса рулона до 45 т;

диаметр рулона до 2500 мм;

внутренний  диаметр рулона 850 мм;

диаметр барабана промежуточный 840 мм;

диаметр сжатого барабана 828 мм;

длина бочки барабана 2000 мм.

      Маркировщик рулонов  предназначен для маркировки  рулонов перед транспортировкой их на склад.

количество  маркировщиков 2 шт.;

количество  знаков 9 шт.;

высота  знака 50 мм;

ширина  знака 35 мм;

шаг знака на трафаретах 60 мм;

ход тележки маркировщика 1500 мм;

полная  скорость тележки 0,15 м/с;

максимальный  ход трафаретов 660 мм;

время перестановки трафаретов до 6 с;

         скорость  подачи проволоки 3,8 м/мин.