Прокатные станы на новолипецком и череповецком металлургических заводах. Прокатка металла в черновой и чистовой группах клетей Клеть с перекрещиванием валков в горизонтальной плоскости Pair Cross

Primetals Technologies была первой в мире компанией, разработавшей калибровочный пресс для слябов, и до настоящего времени она остается лидером в этом направлении. На основании нашего богатого опыта мы внесли значительные изменения в конструкцию калибровочного пресса для слябов, что дало

  • дальнейшее уменьшение ширины: макс. 350 мм
  • увеличение производительности слябовой МНЛЗ,
  • увеличение выхода годного,
  • а также разработку исполнения для уменьшения количества времени, необходимого для модернизации (или монтажа)


Улучшенное промежуточное перемоточное устройство

Койлбокс устанавливается между черновыми и чистовыми клетями для перемотки раската после черновых клетей. Установка такой моталки позволяет сократить расстояние между черновой и чистовой группой на новом стане и свести к минимуму падение температуры раската, подаваемого на чистовую группу. Кроме того, безбарабанное перемоточное устройство также не допускает значительное падение температуры на внутренних витках рулона по сравнению с барабанной моталкой. У безбарабанного перемоточного устройства также предусмотрено место для установки боковых теплозащитных экранов, которые участвуют в предотвращении снижения температуры на кромках рулона. Моталка, разработанная Primetals Technologies, имеет два режима работы. Один из них - пассивный, когда никаких активных механических действий не производится - это простой метод работы. Второй режим работы - режим форсированной передачи рулона. Система с форсированным режимом работы обеспечивает быструю и надежную передачу рулона и имеет более высокую производительность.

  • Предупреждение падения температуры на внутренних витках рулона при использовании безбарабанного перемоточного устройства
  • Предупреждение падения температуры на кромках рулона благодаря наличию регулируемых боковых теплозащитных экранов
  • Повышение производительности благодаря укороченной смотке, которая достигается благодаря повышенной скорости смотки и форсированной передаче рулона от положения смотки до положения размотки
  • Обеспечивается стабильная работа чистовой группы благодаря равномерности распределения температуры по всей длине раската. Благодаря этому прокатка с ускорением в чистовой группе не требуется
  • Возможен режим пропуска через перемоточное устройство без смотки, если есть соответствующие требования по производительности и по методу производства
  • Перемоточное устройство можно использовать для широкого диапазона размеров раската при производстве разнообразного сортамента углеродистых и нержавеющих сталей


Кромкообрезные ножницы с разными скоростями вращения барабанов

У раската после выхода из черновой группы в головной и хвостовой частях формируются концы в форме так называемых «языка» и «рыбьего хвоста». Кромкообрезные ножницы устанавливаются перед чистовой группой для обрезки концов полосы для обеспечения надежности заправки полосы. Дисковые кромкообрезные ножницы с разными скоростями вращения барабанов от Primetals Technologies представляют собой уникальный инструмент. Ножницы состоят из верхнего и нижнего барабана разных диаметров с отличающимися линейными скоростями. Во время вращения позиция ножей относительно друг друга попеременно изменяется (положения «плюс» - «ноль» - «минус»), что дает ряд эксплуатационных и экономических преимуществ.

  • Благодаря попеременному изменению позиций ножей относительно друг друга формируется улучшенный профиль концов раската
  • Благодаря снижению износа и увеличенному зазору между ножами увеличивается срок службы ножей
  • Возможность реза края с минимальными допусками минимум от 20 мм. Данная функция совместно с системой оптимизации позволяет кардинально снизить объем потерь на обрезь.
  • Надежность конструкции и высокая жесткость на скручивание благодаря применению синхронизирующих устройств на концах валов барабанов между верхней и нижней частями
  • Быстрая замена ножей с помощью гидравлической системы разжимания (опция)
  • Быстрая замена барабанов (опция)


Клеть с перекрещиванием валков в горизонтальной плоскости Pair Cross

Primetals Technologies - первая в мире компания, разработавшая стан с перекрещиванием валков в горизонтальной плоскости, который дает много возможностей по контролю профиля поперечного сечения полосы. До настоящего времени мы поддерживаем лидерское положение в этой сфере, кроме того, компания Primetals Technologies, использовав весь свой обширный опыт работы в металлургии, разработала ряд улучшений к данной системе.

  • Контроль формы полосы
  • Упрощенная конструкция
  • Достижение высоких степеней обжатия
  • Уменьшение вибраций стана благодаря использованию устройства стабилизации клети (MSD)

Валки SmartСrown

Рабочие валки SmartCrown обеспечивают измененный синусоидальный контур. Выбирая корректные коэффициенты контура и делая осевую сдвижку рабочих валков на одинаковое расстояние в противоположных направлениях в результате мы всегда получаем косинусоидальную форму межвалкового зазора, независимо от фактического положения сдвига валков.

Клети с осевой сдвижкой рабочих валков

Primetals Technologies была первой в разработке клети с осевой сдвижкой рабочих валков и по настоящее время остается лидером в данной сфере, кроме того, мы значительно улучшили данную технологию на основании нашего обширного опыта работы в металлургии. Primetals Technologies применяет осевую сдвижку рабочих валков при производстве горячекатаной полосы для выполнения двух задач:

  • Равномерное распределение износа рабочих валков
  • Регулирование планшетности полосы (SmartCrown), см. подробное описание ниже:

Устройство стабилизации клети (MSD)

В сложных реалиях сегодняшнего дня поддержание стабильной работы прокатного стана становится все более сложной задачей. Устройство стабилизации клети - это гидравлический цилиндр, установленный в проеме станины и прижимающий подушки валков с постоянным усилием. Устройство позволяет убрать зазор между подушками валков и станиной, поддерживает валки в правильном положении и стабилизирует их.

  • Обеспечивает стабильную прокатку в сложных условиях
  • Стабилизирует заправку полосы
  • Снижает объем работы по регулированию межвалкового зазора в проеме станины (упрощает техническое обслуживание)
  • Предотвращает проблемы, возникающие из-за перекоса рабочих и опорных валков
  • Есть возможность установки на существующий стан

Устройство профилирования валков в линии (ORP)

Компания Primetals Technologies первой разработала шлифовку валков в линии стана и по настоящее время остается лидером в данной сфере, кроме того, мы значительно улучшили данную технологию на основании нашего обширного опыта работы в металлургии.

  • Увеличение срока службы валков
  • Исключение дефектов поверхности валков
  • Увеличение длины прокатки продукта одной ширины
  • Возможность перехода на большую ширину без перевалки валков


Профилометр петледержателя (LSM)

Измерение профиля полосы между клетями стана всегда вызывало трудности и было крайне ненадежным. Компания Primetals Technologies разработала профилометр петледержателя для проведения непрерывного и точного измерения геометрии листа между клетями. У профилометра LSM имеется ряд преимуществ:

  • Нагрузка на ролики сегментов измеряется с помощью датчика момента без учета влияния гистерезиса в отличие от метода, когда используется тензодатчик
  • Измерение с помощью датчика момента дает более высокую точность и увеличивает надежность без влияний, вызванных изменением механических условий
  • Легкость замены на существующих петледержателях. Поскольку у профилометра момент инерции низкий, то можно использовать существующую систему приводов петледержателя
  • Простота замены роликов сегмента при техническом обслуживании


Power Cooling. Cистема усиленного охлаждения полосы

Станы горячей прокатки зачастую имеют ограничения по своим производственным возможностям, а именно, мощности и гибкости при производстве прогрессивных высокопрочных марок стали (AHSS), например, API X80/X100, двухфазных, мартенситных и многофазных марок.
. Поэтому компания Primetals Technologies разработала технологии усиленного охлаждения Power Cooling, предназначенной для охлаждения и специальной металлургической обработки раската «в линии». В данной технологии объединены преимущества традиционного ламинарного охлаждения или «охлаждения под низким давлением» и «охлаждения под высоким давлением» с высочайшей интенсивностью охлаждения, что дает большую вариативность в эксплуатации.

Оборудование. Технология усиленного охлаждения

Технологию усиленного охлаждения можно применять на начальных этапах охлаждения, в зоне между черновой и чистовой группой, между клетями чистовой группы и в конце в секции охлаждения на рольганге. Возможна настройка различных режимов охлаждения, как показано на схеме ниже. Блок усиленного охлаждения Power Cooling можно установить на существующие агрегаты, используя существующую установку водоподготовки, бак и трубопроводную обвязку. Подача воды на установку усиленного охлаждения Power Cooling осуществляется через подпорный насос, который создает необходимое рабочее давление. Второй вариант работы, то есть работы в режиме ламинарного охлаждения, предполагает байпасирование насоса и подачу воды непосредственно на коллекторы системы усиленного охлаждения из напорного бака. Таким образом, после установки системы усиленного охлаждения также сохраняется возможность применения ламинарного охлаждения на всей охлаждаемой длине полосы

Применение

Применение усиленного охлаждения не ограничивается толстой полосой (> 18 мм), для которой требуется большая интенсивность охлаждения. Благодаря наличию расширенной функции регулирования расхода воды и, следовательно, регулирования теплопередачи, данная система также применяется для полос, для которых особенно важно сочетание толщины полосы, скорости прокатки и требований к интенсивности охлаждения. Кроме того, Power Cooling применяется для производства стандартных марок стали, так как данную технологию можно использовать технологию Power Cooling в ламинарном режиме. Сочетание усиленного охлаждения Power Cooling с ламинарным - идеальное решение для линий охлаждения. Применение этой системы очень широкое, так как она позволяет оптимизировать как текущий сортамент, так и подстроить работу оборудования под будущие требования.

Типовые характеристики технологии усиленного охлаждения Power Cooling

  • Значительное увеличение интенсивности охлаждения по сравнению с ламинарным/турболаминарным охлаждением
  • Высокий коэффициент теплоотдачи до 5 МВт/м²
  • Широкий диапазон регулирования расхода, обеспечивающий максимальную металлургическую гибкость

Легирование

Силовое охлаждение предоставляет возможность снижения затрат на легирующие, позволяя заменить упрочняющие добавки упрочнением за счет более высокой интенсивности охлаждения.

Преимущества

Power Cooling от Primetals - это современная технология охлаждения полосы

  • Обеспечивает исключительно высокие скорости охлаждения (до 40K/с для 25,4 мм)
  • Широкий диапазон регулирования - от 10% до 100%
  • Применение для всех единиц сортамента, так как возможна работа в двух режимах - ламинарном и усиленном Power Cooling
  • Устанавливается как на существующих, так и новых станах в сочетании с ламинарным охлаждением для охлаждения раската или в зоне межклетьевого охлаждения
  • Идеальное решение для двухступенчатого охлаждения, которое требуется, например, для двухфазных сталей
  • Подходит для увеличения мощности коротких линий охлаждения


Улучшенная модель моталки

Primetals Technologies предлагает моталку, в конструкционные особенности которой включены обновления, внесенные на основании нашего опыта.

  • Клиновидный кулисный барабан с бесступенчатой раздвижной оправкой, обеспечивающий отличное качество смотки и высокую надежность
  • Модульное исполнение позволяет проводить быструю замену барабана
  • Автоматический контроль биения роликов позволяет предотвратить образование отметин на первых внутренних витках рулона
  • Точное регулирование боковых направляющих и прижимных роликов обеспечивает стабильность работы и качество рулона

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.И. НОСОВА»

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА СТАНЕ Г/П 2000

Магнитогорск

Введение

1.3 Технология производства

2.2 Измерение ширины полосы

2.3 Описание системы

2.6 Поверка измерителя

2.7 Опция кривизны

Список использованной литературы

Введение

Целью проекта является увеличение качества продукции за счет внедрения стереоскопического измерителя ширины DigiScan XD4000 на стан горячей прокатки 2000 ЛПЦ №10 ОАО «ММК».

Современное развитие производства проката направлено на снижение энергозатрат, потерь металла и повышение качества металлопродукции. Рассматриваемая работа позволит повысить точность результатов контроля свойств горячекатаного проката. Тем самым снизится количество продукции, ошибочно аттестуемой, как годная, что приведет к снижению издержек производства во всей технологической цепочке и потерь металла в связи с переводом в несоответствующую продукцию.

В результате предложенного мероприятия на стане 2000 ожидается улучшение достоверности контроля качества проката. Это в свою очередь приведет к снижению вероятности отгрузки ошибочно годной продукции и приемки бракованного проката. Повышение контроля качества продукции цеха также благоприятно скажется и на технико-экономических показателях реализуемой продукции цеха.

Предложенное мероприятие позволит не только контролировать качество проката, но и будет способствовать дальнейшему совершенствованию методов управления прокатным станом.

1. Технология производства на стане г/п 2000 ОАО «ММК»

Широкополосный стан горячей прокатки 2000 листопрокатного цеха № 10 ОАО «ММК», примыкающего к отделению непрерывной разливки стали конверторного цеха, предназначен для горячей прокатки листовой стали.

1.1 Краткая характеристика основного и вспомогательного оборудования

Широкополосный стан горячей прокатки 2000 состоит из:

участка загрузки;

участка нагревательных печей;

черновой группы клетей;

промежуточного рольганга;

чистовой группы клетей;

уборочной линии стана.

Подробная схема расположения оборудования в линии стана изображена на рисунке 1.1.

Участок загрузки состоит из склада слябов (ККЦ), загрузочного рольганга, трех подъемных столов, столов со сталкивателями, трех передаточных тележек и двух весов. Участок нагревательных печей состоит из трех нагревательных печей методического типа, загрузочного рольганга перед каждой печью, приемного рольганга после печей, сталкивателей слябов против печей и приемников слябов из печей. Черновая группа клетей включает вертикальный окалиноломатель (ВОЛ), горизонтальную клеть «ДУО» и пять универсальных клетей «кварто», причем три последние клети, объединенные в непрерывную группу. В каждой клети производят только один пропуск. Промежуточный рольганг оснащен тепловыми экранами типа «энкопанель» и карманом разделки недокатов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чистовая группа клетей включает летучие ножницы, чистовой роликовый окалиноломатель, семь клетей «кварто» (7 - 13), оснащенных гидронажимными устройствами. Все межклетевые промежутки оснащены устройствами ускоренного охлаждения прокатываемой полосы.

Уборочная линия включает два участка моталок. Где на каждом участке имеется группа моталок (в первой группе - 3 моталки, во второй группе - 2 моталки), отводящий рольганг с двумя душирующими устройствами перед каждой группой, а также тележки съемников, контователи, приемники и транспортирующие конвейеры рулонов с подъемно-поворотными столами, а также двумя весами и рулоновязальной машиной на первой группе моталок.

1.2 Основные требования к готовой продукции и заготовке

Сортамент готовой продукции стана

Широкополосный стан горячей прокатки (ШСГП) 2000 предназначен для производства полос из углеродистых и низколегированных марок сталей, свернутых в рулон массой от 7 до 43,3 т, следующих типоразмеров:

толщина, мм - от 1,2 до 16,0

ширина, мм - от 700 до 1830.

Размерный сортамент стана представлен таблицей 1.1.

Допустимые отклонения по толщине и ширине и требования прокату должны соответствовать требованиям ГОСТ 19903-90 и техническим условиям заказчика.

Таблица 1.1 - Размерный сортамент полос ШСГП 2000 по ГОСТ 19903-90

Сортамент широкополосного стана горячей прокатки 2000 по марочному и размерному составу представлен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Сортамент ШСГП 2000 по марочному и размерному составу

Марка стали

Нормативно-техническая документация

Толщина раската, мм

Толщина полосы, мм

Ст 1 - 3кп, пс

SAE 1006, 1008, 1009, 1010, 1012, 1015, 1017, 1019, 1020, 1021, 1022, 1023, 1025

Ст 1- 3сп, ст 3Гсп

08 - 20кп, пс, сп, 25

4041, 1577, 16523

все ТУ ЛПЦ-4 и 7

Ст1 - 3кп, пс

08 - 20кп, пс

Ст1 - 3сп, 08 - 20

для ЛПЦ-5 и 8

Ст 1 - 3кп, пс

SAE 1006, 1008, 1009, 1010, 1012, 1015, 1017, 1019, 1020

Ст 1- 3сп, ст 3Гсп

08 - 20кп, пс, сп, 25

4041, 1577, 16523

все ТУ ЛПЦ-4 и 7

10 ХНДП, 10ХДП

30Г, 65Г, 7ХНМ,

08пс, 08кп, 08ю

для переката

с оцинкованием

45,50 (аналог 12ГС,17ГС)

14 -101-364 - 98

St50-2, St52-3 (аналог 14Г2, 15ГС)

300W (аналог 14Г2)

релейная сталь

0402Д, 0403Д, 0404Д

трансформаторная сталь

Прокат производится в листах и предназначен для изготовления прямошовных труб. Требования к качеству установлены в ТУ 14-1-1950-2004. продукция измеритель оборудование стан

Листы поставляют определенной мерной длины в номинальных толщинах в соответствии с таблицей 1.3. Толщину, ширину и длину листов указывают в заказе. По согласованию изготовителя с потребителем допускается поставка листов других толщин.

Таблица 1.3 - Номинальные временное сопротивление и толщина проката

Класс прочности

Временное сопротивление, Н/мм 2 , (не менее)

Толщина листа для труб с наружным диаметром, мм

7,0; 8,0; 9,0 10,0; 11,0; 12,0; 12,5; 14,0; 15,6; 16,0

9,0; 10,0; 10,0; 12,0; 13,0; 14,0; 15,0; 16,0; 17,0; 17,5

11,0; 12,0; 12,5; 13,0; 14,0; 14,3; 14,5; 15,2; 16,0

Предельные отклонения по толщине листов - в соответствии с требованиями ГОСТ 19903 для повышенной точности прокатки. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять листы нормальной точности прокатки. Предельные отклонения по длине и ширине листов - в соответствии с ГОСТ 19903. Серповидность листов не должна превышать 1 мм на 1 м длины или 12 мм на длине 12 м. Отклонение от плоскостности на 1 м длины листа должно соответствовать нормам улучшенной плоскостности по ГОСТ 19903. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять листы нормальной плоскостности по ГОСТ 19903.

Основные требования к заготовке

В качестве исходной заготовки на стане 2000 используются непрерывно литые слябы, поступающие из ККЦ, со следующими характеристиками:

толщина, мм - 250

ширина, мм - от 750 до 1850

длина, м - от 4,8 до 12

масса, т - от 7 до 43,3.

Кроме того, на стане можно прокатывать и катаные слябы мартеновского производства с характеристиками по ОСТ 14-16-17-90.

Использование слябов в качестве исходной заготовки имеет свои преимущества в более равномерном нагреве и эффективном контроле температуры прокатки, в более высокой производительности стана и высоком качестве поверхности и механических свойств готовых полос.

Для обеспечения высокого качества готовой продукции слябы должны соответствовать СТП 101-98-96, включая допуски по геометрическим размерам:

Толщина, мм - +10; - 5;

Ширина, % - ± 1;

Длина, м - ± 60 (для слябов длиной до 9 м);

± 100 (для слябов длиной более 9 м);

Ромбичность (разность диагоналей), мм - не более 10;

Серповидность (кривизна по ширине), мм/п.м - не более 10 мм на 1 м длины заготовки;

Неплоскостность, мм/п.м - не более 20 мм на 1 м длины заготовки.

Требования к качеству слябов не допускают на поверхности слябов продольных, поперечных и сетчатых трещин, поясов, пузырей, наплывов, шлаковых включений, плен.

Появление и количество дефектов литых слябов определяются условиями разливки, химическим составом разливаемой стали, технологическими условиями выплавки, геометрическими размерами сечения слябов, конструкцией с состоянием оборудования МНЛЗ (машина непрерывного литья заготовок) и т.д.

Технология обнаружения поверхностных дефектов непрерывно литых слябов, их выборочная зачистка и выдача на стан 2000 горячей прокатки осуществляется в соответствии с технологической инструкцией ТИ-101-СТ-ККЦ-10-95. Слябы, не отвечающие требованиям СТП 101-98-96 и ОСТ 14-16-17-90 по форме и размерам, на загрузочные устройства не подаются и посаду не подлежат.

1.3 Технология производства

Каждая плавка (партия) слябов перед посадом в печь снабжена сертификатом (накладной), в которой указывают номер плавки, марку стали, размеры слябов, их количество, общую массу подаваемого металла, назначение полос и в случае необходимости дополнительные требования по стандарту, а также характер посада (холодный или горячий).

Подача металла на загрузочный рольганг осуществляется двумя способами: «транзитом», то есть по рольгангу непосредственно с ККЦ и через загрузочные тележки.

При подаче металла через загрузочные тележки оператор контролирует правильность укладки слябов: слябы должны быть уложены ровно, не смещаясь с тележек, должен быть обеспечен свободный съем их подъемным столом и исключена возможность их падения.

На загрузочных рольгангах осуществляется взвешивание каждого сляба с автоматическим заносом веса в ЭВМ. Сляб считается принятым на стан после его взвешивания на весах.

Нагрев слябов перед прокаткой на широкополосном стане 2000 производится в методических печах с шагающими балками. Они обеспечивают нагрев металла до температуры 1250 - 1300 °С. Слябы загружаются в нагревательные печи строго поплавочно, равномерно по печам.

Перед посадом слябов в печи с помощью специальных установок (щеток) с поверхности металла удаляется шлак, окалина и другие предметы, мешающие равномерному нагреву слябов.

Посад слябов подразделяется по температуре на горячий - температура слябов более 500 °С и холодной - температура слябов до 500 °С.

Посад слябов в печи осуществляется в зависимости от их длины в автоматическом режиме следующим образом:

длиной 4670 - 6000 мм - двухрядным;

длиной 7870, 8370, 8470, 8730 - 9870 мм - шахматным:

длиной 11000 - 12000 мм - однорядным.

При неправильном посаде слябов в печи (смещение слябов в одну сторону при продвижении их по печи) посад немедленно прекращается, и принимаются меры по устранению неполадок.

Режим нагрева металла в нагревательных печах стана 2000 приведен в технологической инструкции по печам. В зависимости от группы и марки стали, определяется минимальное время нагрева слябов при холодной или горячей посадке и температура нагрева слябов.

Выдача слябов из печей ведется в строгом соответствии с посадочным ярлыком и технологической инструкцией по печам.

Слябы, нагретые до заданной температуры, выдаются из печи и двигаются по рольгангу к черновой группе клетей.

Первое обжатие производят в вертикальном черновом окалиноломателе (ВОЛ), расположенном перед черновыми клетями. При этом обжатии калибруется ширина раската и взламывается окалина на поверхности. В дальнейшем раскат обжимается в остальных клетях черновой группы (№ 1 - 6). Суммарное обжатие в черновых клетях составляет 80 - 90 % обжатия по стану, частные обжатия в клетях - до 40 %.

От ВОЛа сляб поступает в горизонтальную клеть «ДУО» и далее последовательно в клети № 2, 3, 4, 5, 6. Клети «ДУО» № 2, 3 имеют главные приводы с двигателями постоянной скорости (синхронные).

Клети № 4, 5, 6 объединены в непрерывную подгруппу, где важно обеспечивать согласованный режим прокатки (без подпора или натяжения) во избежание увеличения нагрузки на валки и приводы клетей. Вертикальные клети работают с линейной скоростью, равной скорости последующей горизонтальной клети с коррекцией по обжатию.

Скорости рольгангов синхронизируются со скоростью прокатки и управления в зависимости от положения раската.

Прокатные клети оснащены датчиками давления металла на валки (месдозы). Фотореле, установленные в прокатной линии, следят за продвижением прокатываемой полосы. Для измерения температуры раската в прокатной линии за клетью №2 и на выходе из черновой группы установлены пирометры. Температура полосы после 2-й клети 1100 - 1200 °С, а после выхода из 6-ой клети 1000 - 1100 °С. Скорость прокатки в клетях составляет 5,0 м/с.

После черновой группы раскат по промежуточному рольгангу перемещается к чистовой группе клетей, где прокатываемая полоса находится одновременно в нескольких клетях.

Промежуточный рольганг оснащен тепловым экраном типа «энкопанель», карманом для разделки недокатов и сталкивателем недокатов.

Для сохранения температуры раската и уменьшения разницы между головной и хвостовой частью полосы используются тепловые экраны типа «энкопанель».

В случаях застревания полосы в чистовой группе или в моталках, оставшаяся на промежутке недокатанная полоса сталкивается в карман по разделке недокатов. (Недокат - сляб, прокатанный в одной или нескольких клетях черновой группы).

Концы раската, полученного в черновой группе клетей, имеют неправильную форму, меньшую толщину и более низкую температуру по сравнению с основной его длиной.

Чтобы избегать подобных явлений, а так же для лучшего захвата раската волками перед чистовой группой клетей устанавливаются летучие ножницы для обрезки концов раската.

Скорость движения полос при резке летучими ножницами заднего конца 0,4 - 2 м/с, переднего 0,6 - 1,5 м/с.

В процессе транспортировки раската по промежуточному рольгангу на его поверхности образуется слой вторичной (воздушной) окалины, которая взламывается в чистовом окалиноломателе.

Общее обжатие в чистовой группе клетей составляет 10 - 20 % суммарного обжатия для всего стана. Применяемые обжатия последовательно уменьшают от первой клети к последней.

Для повышения точности полос, прокатываемых в чистовой группе клетей, стан оснащен локальной системой автоматического регулирования толщины (САРТ), поперечного профиля и формы полосы, натяжения (САРН), температуры конца прокатки, работающими в составе АСУ ТП стана и цеха.

Для стабилизации процесса прокатка в чистовой группе ведется с межклетевым натяжением, которое выбирается минимальным с целью исключения влияния натяжения на искажение поперечного профиля полосы в межклетевых промежутках. Натяжение полосы используется как технологический фактор, обеспечивающий устойчивость процесса прокатки и положения полосы на стане

Необходимым условием стабилизации прокатки в непрерывной группе является постоянство секундных объемов металла по клетям, которое с учетом практически неизменной ширины полосы во всех клетях можно записать в виде:

где h - толщина полосы;

v - скорость прокатки.

Существует возможность работы чистовой группы при выведенных из процесса прокатки от одной до двух клетей. Температура полос за 13-й клетью составляет 750 - 950 °С. Скорость прокатки в клетях чистовой группы 18 - 20 м/с.

Для обеспечения необходимых механических свойств металла и соблюдения температурного режима смотки полосы охлаждаются водой с помощью систем душирования, расположенной на отводящем рольганге перед первой группой моталок и перед второй.

Охлаждению подвергаются полосы в зависимости от марки стали и назначения по соответствующим режимам.

Полосы, прокатываемые на стане, сматываются в рулоны диаметром до 2500 мм моталками первой и второй групп (в зависимости от толщины сматываемой полосы).

Температура полосы при смотке должна быть 500 - 750 °С. Максимальная скорость смотки полосы составляет 21 м/с, а заправочная скорость - 12,5 м/с. Смотку полос в рулоны на стане 2000 горячей прокатки осуществляют дифференцированно: на моталках первой группы (№ 1 - 3) принимают полосы толщиной 1,2 - 3,0 мм, на моталках второй группы (№ 4, 5) принимают полосы толщиной 2,8 - 16,0 мм. Допускается также на моталки 1-ой группы смотка полос до 4 мм, а на 2-ой с 2 мм. Управление моталками как ручное, так и автоматическое.

Смотку остывших полос следует производить на последние моталки в каждой из двух групп - № 3 и 5.

Полосы, смотанные в рулон на первой группе моталок, обвязывается рулоновязальной машиной и взвешивается. Для обвязки рулонов применяется упаковочная лента сечением 0,8 Ч 31 мм в соответствии с СТП-101-128-97. После взвешивания рулоны по конвейерам двигаются к подъемно-поворотному столу и далее по конвейеру к месту, где рулоны в обязательном порядке маркируются с указанием следующих данных:

номер рулона и общее количество рулонов в плавко-партии;

номер плавко-партии;

марка стали;

размер полосы (толщина, ширина);

направление отгрузки;

При этом рулоны подвергаются соответствующей транспортно-технологической грузопереработке и информационному сопровождению.

1.4 Дефекты при производстве горячекатаных рулонов в ЛПЦ№10

Наиболее характерные дефекты продукции и способы их устранения приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Дефекты стан г/п 2000 ЛПЦ 10

Определение

Причина возникновения

Способы устранения дефектов

Незаконченная прокатка сляба, слитка, блюма, заготовки

1) Прокатка недостаточно прогретого сляба, аварийная остановка оборудования, застре-вания полос на линии стана.

1) Соблюдать технологию нагрева и прокатки металла, следить за исправностью оборудования.

Незаданный в прокатку сляб

1) Деформация слябов в печах вследствие нарушения режима нагрева, неправильной схемы посада.

2) Неправильный посад слябов.

1) Соблюдать схему посада и режимы нагрева слябов.

Не допускать неправильного посада слябов.

Серповидность

Изгиб формы, при котором кромки листа или полосы в горизонтальной плоскости имеют форму дуги

1) Перекос горизонтальных валков клетей.

2) Большая выпуклость бочки рабочего валка по причине неправильной профили-ровки.

1) Правильная настройка клетей.

2) Правильный подбор профилировки, организация достаточного охлаждения валков и очистка коллекторов охлаждения.

Волнистость

Отклонение от плоскостности, при котором поверхность металлопродукции или ее отдельные части имеют вид чередующихся выпуклостей и вогнутостей.

1) Слишком большие обжатия в клетях, неравномерность обжатия по ширине полосы.

2) Выработка валков вследствие несоблюдения очередности прокатки.

1) Разгрузить либо настроить клети.

2) Перевалить валки, правильно планировать прокатку на стане.

Дефект поверхности в виде канавки без выступа кромок с закругленным или плоским дном.

1)Не работающие ролики отводящего рольганга, неправильно установленная проводковая арматура..

1) Выставить правильно уровень плит, линеек и проводковой арматуры, следить за состоянием рольгангов.

Коробоватость

Неплоскостность в виде местного изгиба листа в поперечном направлении, образующегося из-за неравномерной деформации по ширине заготовки.

1) Недостаточные обжатия в клетях, неверный режим обжатий.

2) Неправильный подбор профилировки валков.

3) Неравномерность охлаждения (разогрева) бочки валков (засорены сопла коллекторов охлаждения валков или недостаточное количество воды на охлаждение валков).

4) Неправильная шлифовка валков.

1) Нагрузить клеть, перераспределить обжатия в чистовой группе клетей.

2) Заменить валки на валки с уменьшенной выпуклостью или увеличенной вогнутостью бочки, правильно подбирать профилировку.

3) Прочистить засоренные сопла, увеличить количество воды на охлаждение валков.

4) Правильно шлифовать валки.

отпечатков

Дефект поверхности в виде периодически повторяющихся, имеющих форму сетки выступов, образующиеся от вдавливания прокатываемого листа или ленты в трещины изношенных валков

Появление на поверхности валка углублений в виде сетки по причинам:

1) Большое количество прокатанного тонкого металла.

2) Использование валков с выработанным отбеленным слоем.

3) Разгар валков при застреваниях в них полос.

1) Своевременная перевалка.

2) Своевременная перевалка.

3) Не допускать застреваний, своевременная перевалка.

Вкатанная

Дефект поверхности в виде вкраплений остатков окалины, вдавленной в поверхность металла при деформации

1) Нарушение режима нагрева слябов в методических печах.

2) Засорение сопел гидросбива окалины.

3) Выработка валков клетей.

1) Не нарушать технологию нагрева.

2) Своевременная проверка и очистка сопел.

3) Своевременная перевалка валков.

Телескопичный рулон

1) Серповидность полосы.

1) Смотри п.3.

2) Настройка моталок.

Отпечатки

Дефект поверхности в виде углублений или выступов, расположенных по всей поверхности или на отдельных участках.

1) Образование по различным причинам вдавлин на поверхности валка (тянущего ролика), либо выкрошка валка (тянущего ролика).

Налипание частиц металла на рабочие валки, тянущие или формирующие ролики. На катанном металле дефект периодически повторяется по длине раската.

1) Своевременное обнаружение дефекта и перевалка валков, тянущих роликов либо остановка стана или моталки для зачистки валка или роликов наждачным кругом.

Расслоение

Дефект поверхности в виде трещин на кромках и торцах листов и других видов проката, образовавшихся при наличии в металле усадочных дефектов, внутренних разрывов повышен-ной загрязненности неметаллическими включениями

1) Нарушения технологии в сталеплавильном производстве, наличие в металле усадочных дефектов, внутренних разрывов, повышенной загрязненности неметаллическими включениями.

Также образуется при пережоге.

1) Не допускать пережогов металла в нагревательных печах и нарушений технологии на предыдущих переделах.

Дефект поверхности тонкого листа в виде частично закатанной складки, расположенной вдоль или под углом к направлению прокатки.

1) Деформация различной степени по ширине листа из-за неправильной настройки чистовых клетей стана.

1) Настроить стан.

Рулон со складками

Дефект формы рулона, в котором на отдельных участках витков полосы образовались складки, вследствие наличия коробоватости или серповидности.

1) Несоответствие скоростного режима смотки.

2) Перекос тянущих роликов моталки.

3) Коробоватость полосы.

1) Настроить моталку по скоростям.

2) Настроить тянущие ролики.

3) Устранить коробоватость.

Рванина на кромках.

Дефект поверхности листа и ленты в виде разрывов металла на боковых кромках или на другой части полосы, образовавшегося из-за нарушения технологии прокатки, а также при прокатке металла с пониженной пластичностью

1) Нарушение режимов нагрева слябов перед их прокаткой.

2) Чрезмерные обжатия при прокатке.

3) Прокатка со свободным уширением без обжатия боковых кромок.

4) Прокатка металла с сильно захоложенными кромками.

5) Прокатка металла с низкой технологической пластичностью

1) Не нарушать режимы нагрева.

2) Равномерно перераспределять обжатия по клетям.

3) Не допускать прокатку со свободным уширением.

4) Не допускать переохлаждения кромок путем регулирования подачи воды на линии стана.

5) Выдерживать хим. состав стали при выплавке, соблюдая необходимое соотношение марганца и серы.

Телескопичный рулон

Дефект формы рулона в виде выступов из средней или внутренней части рулона.

1) Серповидность полосы.

2) Неправильная настройка моталки.

1) Смотри п.3.

2) Настройка моталок.

Разнотолщинность

Отклонение формы, характе-ризующееся неравномерностью толщины металлопродукции по ширине или длине, выходящее за пределы плюсовых.

1) Неравномерный нагрев сляба.

2) Выработка прокатных валков.

3) Неправильно выбранный скоростной режим прокатки в чистовой группе клетей.

2) Своевременная перевалка валков.

3) Правильная настройка клетей по скорости.

Деформационная рванина

Дефект в виде раскрытого разрыва, расположенного поперёк или под углом к направлению наибольшей вытяжки металла при прокатке

1) Пониженная пластичность металла, вследствие нарушения технологии нагрева слябов перед прокаткой.

1) Не нарушать установленные режимы нагрева слябов.

Отступление от заданной ширины в меньшую сторону сверх допуска

3). Ошибки в фабрикации размеров.

3) Исключать ошибки.

Отступление от заданной ширины в большую сторону сверх допуска

1) Неправильная настройка вертикальных валков на стане.

2) Несоблюдение режима натяжения между клетями непрерывной группы.

3) Ошибки в фабрикации размеров.

1) Правильно производить настройку валков.

2) Выдерживать режим натяжения полосы.

3) Исключать ошибки.

Отступление от заданной толщины в меньшую сторону сверх допуска

Отступление от заданной толщины в большую сторону сверх допуска

1) Неправильная настройка рабочих валков чистовой группы стана.

2) Неравномерный нагрев слябов.

3) Прокатка придержанных в стане полос.

1) Правильно настраивать клети.

2) Соблюдать технологию нагрева слябов.

3) Не допускать аварийных остановок прокатки.

Дефект поверхности, представляющий собой прикатанный выступ

1) Прокатка сляба с грубыми следами зачистки.

2) Прокатка раскатов с глубокими рисками на поверхности.

1) Соблюдать технологию зачистки слябов.

2) Следить за состоянием проводковой арматуры клетей и роликов рольгангов.

Заворот кромки

Дефект формы в виде местного смятия кромки полосы или отдельных выступающих витков рулона.

1) Сильное сжатие полосы направляющими линейками.

2) Косая задача полосы в направляющие линейки.

3) При захвате рулонов с некачественной смоткой клещами кранов.

1) Правильно устанавливать зазор между линейками.

2) Не допускать серповидности раската на передних и задних концах полосы.

3) Рулоны с некачественной смоткой складировать в один ярус.

слиточная

Дефект поверхности в виде отслоения языкообразной формы, частично соединенного с основным металлом, образовавшегося от раската окисленных брызг, заплесков и грубых неровностей поверхностей слитков, обусловленных дефектами внутренней поверхности изложницы.

1) Раскатка рванин, подрезов, следов глубокой зачистки дефектов и грубых механических повреждений; также может образовываться вследствие сильной выработки валков.

1) Контроль за состоянием привалковой арматуры и направляющих линеек, соблюдение технологии зачистки слябов, перевалка валков с выработкой.

Распушенный рулон

Дефект формы рулона в виде неплотно смотанной полосы

1) Смотка остывших полос.

2) Распушивание реверсом при «закусывании» рулона на барабане.

1) Не допускать аварийных остановок на моталках.

2) Правильно настраивать моталки.

Нарушение температурного режима смотки.

Увеличение времени съема рулона с кантователя

Падение рулона

1) Соблюдать температурный режим смотки.

2)Соблюдение цикла работы моталок.

Раковина

Дефект поверхности полосы в виде одиночного углубления, образовавшегося при выпадении или вытравливании вкатанной инородной частицы.

1) Отслоение с поверхности плен.

2) Попадание на поверхность полосы при прокатке посторонних инородных частиц.

1)Соблюдение технологии выплавки и разливки стали, соблюдение технологии зачистки слябов.

2) Обеспечить работоспособность всех гидросдувов за чистовой группой клетей и перед моталками.

Раскатанная

Дефект поверхности, представляющий собой разрыв металла, образовавшийся при раскатке продольной или поперечной трещины сляба, слитка или литой заготовки

1) Раскатка продольной или поперечной трещины сляба вследствие нарушения технологии разливки металла.

1) Прокаткой не устраняется.

Соблюдать технологию выплавки и разливки стали.

Вкатанные

металлические частицы

Дефект поверхности листа в виде приварившихся и частично закатанных кусочков металла

1) Налипание во время прокатки стружки либо отслоя от рваных кромок полосы.

1) Следить за состоянием проводковой арматуры и установкой вертикальных валков по уровню прокатки.

Несмотанная полоса

Холодные полосы, не смотанные в моталку по разным причинам

1) Отказы оборудования моталок, застревания на моталках

1) Не допускать отказов и застреваний.

Раковины от выпавших плён

Раковины различной формы и размеров на полосах

1) Прокатка металла с дефектом «плена»

1) Не допускать нарушений на предыдущих переделах.

Малый вес

Несоответствие веса рулона условиям заказа

1) Порубленный на промежуточном рольганге раскат из-за застревания полосы в чистовой группе клетей или в моталке.

1) Не допускать застревания.

Царапина

Дефект поверхности, представляющий собой углубления неправильной формы и произвольного направления, виде блестящих прямых линий или рисок

1) Образуется в результате механических повреждений при складировании и перемещении рулонов кранами.

1) Соблюдать технологию складирования рулонов.

Дефект в виде искажения круглой формы рулона

1) Падение рулона

2) Смятие рулона другими рулонами на конвейере или на поворотном столе, либо в процессе складирования

1) Не допускать падения рулонов.

2) Контролировать движение рулонов по отводящим конвейерам и через подъемно-поворотные столы.

В период с 1.01.09г. по 31.12.09г. на стане 2000 было произведено 5534998,0 тонн, из них 11 606,63 тонн бракованной продукции. Данные о количестве брака на стане 2000 предоставлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Сведения о результатах рассортировки несоответствующей продукции по качеству ЛПЦ-10 за 2009

Наименование дефекта

рваная кромка

волнистость

заворот кромки

распушенный рулон

серповидность

малый вес

телескопичный рулон

узкий, широкий

Таблица 1.6 - Таблица данных для построения диаграммы Парето

Тип дефекта

Брак, тонн

доля брака во всей продукции, %

доля брака по каждому признаку в общей сумме, %

Суммарная доля, %

тонкий, толстый, разнотолщинный

узкий, широкий

телескопичный рулон

малый вес

серповидность

распушенный рулон

заворот кромки

волнистость

рваная кромка

В таблице 1.6 представлен тоннаж бракованной продукции. На рисунке 1.2 представлена Диаграмма Парето по видам брака. Диаграмма Парето - это простой и эффективный способ выделения наиболее важных проблемных вопросов, он дает возможность сравнить множество различных факторов и увидеть их очередность по степени важности, показать объективно фактическое положение дел в понятной и наглядной форме .

Рисунок 1.2 - Диаграмма Парето по видам брака на стане 2000 ЛПЦ №10

Как видно из графика наибольшее внимание следует уделить завышенному виду брака узкий, толстый, разнотолщинный, т.к. его процент составляет 54,66% от общего количество брака. Нарушение технологии вызывают отклонения, которые приводят к получению так называемой несоответствующей продукции. Наиболее характерные дефекты продукции и способы их устранения приведены в таблице 1.4. Анализ уже существующих методов устранения дефектов доказал, что система контроля качества не совершенна. На причинно-следственной диаграмме Исикавы (рис. 1.3) указанны все факторы которые, влияют на качество горячекатаного листа, а так же на уровень дефектов и брака .

Из причинно-следственной диаграммы следует, что наибольшее внимание необходимо обратить такому фактору как измерительное оборудование.

Модернизация измерительного оборудования позволит производить более точные измерения ширины полосы, что в свою очередь обеспечит достоверные показания и контроль качества продукции.

Рисунок 1.3 - Причинно-следственная диаграмма Исикавы

2. Модернизация системы измерения ширины полосы на стане г/п 2000 ЛПЦ №10 ОАО «ММК»

В данной главе рассматривается возможность модернизации системы регулирования толщины, ширины полосы на стане 2000 г/п ОАО «ММК» за счет внедрения стереоскопического измерителя ширины. Данное предложение позволит увеличить достоверность контроля качества и уменьшить дефекты при прокатке металла.

Стереоскопический измеритель ширины - это самая современная технологическая разработка для измерения ширины полосы или листа, которая устанавливается над рольгангом прокатных станов в цехах горячей или холодной прокатки. При использовании на этапах черновой прокатки или на выходе из черновой прокатки, самоиспускаемое ИК излучение горячей полосы обеспечивает контраст для определения ширины. В местах, где температура продукта ниже 600, используется дополнительная высокочастотная лампа подсветки.

2.1 Система оптимизации обрези

Система наблюдения С V 3000 : Для захвата изображения начала и конца заготовки используется матричная высокоскоростная камера. Программное обеспечение распознавания раскроя анализирует изображение и точно определяет полный профиль заготовки. Линия оптимальной обрези определяется компьютером на основании формы заготовки и матрицы стратегий. По умолчанию обмен всей информацией с главным компьютером происходит по протоколу Ethernet. Система обладает возможностью проведения сложных диагностик в режиме реального времени. Различные возможности для черновых и реверсивных клетей.

Система управления SC 3000 : Система контроля гарантирует, что отрезка проходящей заготовки произойдет именно по линии оптимальной обрези.

За этим следует датчик, который измеряет скорость проходящей заготовки перед ножницами. Система наблюдения передает информацию о линии обрези системе управления (датчик движения). Датчик движения вычисляет точное время срабатывания ножниц, опираясь на данные о скорости и позиции проходящей заготовки, а также исходя из заданных характеристик ускорения ножниц. Затем он отслеживает заготовку и настраивает скорость ножниц (контроль замкнутой петли) таким образом, чтобы обрезка произошла, ровно по линии, вычисленной системой наблюдения.

2.2 Измерение ширины полосы

Компактный и высокоточный стереоскопический измеритель ширины предназначен для цехов горячей прокатки полосы и листа. Этот сенсор использует стереоскопическую геометрию и вычисляет точное значение ширины полосы, даже когда она вибрирует, поднимается и наклоняется относительно плоскости прохода на прокатном стане. DigiScan XD4000 готов для подключения к сети завода, используя протокол Ethernet TCP/IP. Прочная конструкция из литого алюминиевого корпуса, оснащенная водяным охлаждением и воздушны обдувом, позволяет измерителю бесперебойно работать в цехах горячей прокатки полосы и листа.

Прикладные данные - рабочие и эксплуатационные характеристики представлены в таблиц 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 - Рабочие характеристики стереоскопического измерителя

Таблица 2.2 - Эксплуатационные характеристики

Рисунок 2.1 -Параметры расположения установки на стане

Схема установки (рис. 2.1.) является типовой. В зависимости от условий в цеху она будет уточняться.

2.3 Описание системы

Система работает по архитектуре клиент-сервер. Измеритель является сервером и выдает данные по измерениям. Различные АРМ (клиенты) в сети могут иметь доступ к данным для отображения, записи и настройкам измерителя.

Система обменивается данными с головным компьютером по текущей ширине, порядковому номеру полосы и т.д. Так же она передает все измеренные значения на головной компьютер. Передача данных происходит по протоколу ТСР/IP через сеть Ethernet. Структура системы изображена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Структура системы

2.4 Технические характеристики стереоскопического измерителя

На рисунке 2.3 представлена стереоскопическая измерительная головка DigiScan XD4000.

Рисунок 2.3 - DigiScan XD4000 стереоскопическая измерительная головка

Разработан для достижения высокой точности и надежности в тяжелых условиях окружающей среды цехов горячей прокатки:

В состав измерительной головки DigiScan XD4000 входят 2 цифровые камеры высокого разрешения (2 4096 пикселе - разрешение градиента серого 4096);

Передовое программное обеспечение для определения края до полпикселя;

Высокоскоростная обработка до 1000 снимков в секунду (зависит от температуры полосы, если используется тепловое самоизлучение);

Диагностическое программное обеспечение для решения проблем.

Модульная структура:

прямое подключение сенсора к сети Ethernet ТСР/IP;

Архитектура сети по принципу клиент-сервер позволяет получать доступ одновременно с нескольких компьютеров, работая с различными экранами программы;

Связь программируемым контроллером и головным компьютером.

Простая установка, наладка и обслуживание;

Простая и быстрая переналадка, если сенсор нужно заменить:

Малый вес и прочный корпус - стандарт IP66;

водяное охлаждение и система воздушного обдува;

Два кабеля - 15 штырьковый Вх/Вых разъем и Ethernet.

Графический оконный интерфейс включает:

Порядковый номер полосы, Номинальная заданная ширина;

Отклонение от заданной ширины;

Отклонение от центральной линии;

Среднее, минимальное и максимальное задание ширины полосы;

Соотношение производительности (длина полосы между нижним - верхним пределом по отношению к полной длине);

Экран настраивается для отображения текущей или текущая плюс предыдущие полосы или иная информация;

Возможность отображения для сравнения любых профилей полос (функция хронологии).

2.5 Структура подключения к сети предприятия

DigiScan XD4000 имеет очень гибкую структуру для подключения благодаря встроенному соединению Ethernet ТСР/IP, последовательному порту и встроенным цифровым и аналоговым Вх/Выходам, и может быть легко встроен в любую систему автоматизации.

Ethernet ТСР/IP сможет обеспечить подключение к компьютеру 2 уровня для обмена данными по идентификации полосы и данными по измерениям.

Сенсор имеет встроенный Modbus ТСР/IP протокол для обмена информацией с головным компьютером.

Система имеет следующие встроенные Входы/Выходы:

Аналоговых Входа;

Аналоговых Выхода;

2 Цифровых Входа;

2 Цифровых выхода.

Стандартный аналоговый вход и выход: 4-20 мА.

Точность: 0,1 % от измеренного значения и температурного колебания 50 ррm/.

Все изменения по каждой полосе записываются на жесткий диск (в архивные файлы) одной из АРМ для дальнейшего отображения, сравнения анализа ширины профиля. Каждое АРМ (автоматизированное рабочее место) может хранить более 500 000 катушек/листов.

Все происходящие события определяются и записываются в файл для удобства диагностики системы. Такими событиями являются сигналы тревоги, метки листов, запуск сенсора. Для каждого из таких событий записывается статус и температура сенсора, статус измерения и пр.

2.6 Поверка измерителя

Шириномер DigiScan поставляется вместе с поверочным шаблоном и калиброванным программным обеспечением. Проверочный шаблон используется для имитации продукта измерения. Он состоит из набора светодиодных модулей и сертифицированной маски с 10 отсеками для имитации 25 различных значений ширины листа.

Поверочный шаблон устанавливается на рольганг и выравнивается относительно сенсора, благодаря видимой лазерной линии, идущей от самого сенсора. Калибровочное программное обеспечение автоматически производит замер 25 различных значений ширины маски в режиме Калибровки и отображает статистику всех результатов. По окончании калибровки, результат сохраняется в файл и выводится на печать.

Калибровка включает в себя замеры при 4 различных положениях шаблона:

на базовом уровне;

на базовом уровне + 200 мм;

под наклоном (базовый уровень справа и +200 мм слева);

под наклоном (+200 мм справа и базовый уровень слева).

Суммарно 100 измерений.

2.7 Опция кривизны

Кривизна - это деформация, которая происходит по длине стального листа во время процесса горячей прокатки.

Измеренное значение 2 крайних измерителей суммируется и делится пополам. Если объект измерения не имеет кривизны, то значение центрального измерителя будет равно среднему значению двух крайних измерителей.

Любое отклонение с положительным или отрицательным значением, будет означать кривизну объекта.

Измеритель ширины дает значения полосы и положения средней линии, но т.к. это измерение делает только в одной точке, то это не позволяет измерять форму полосы в направлении ее длины (профиль кривизны).

Стандартный измеритель ширины не может отличить разницу между смещением средней линии и смещением положения самой полосы, когда она двигается по рольгангу.

Для получения профиля кривизны полосы, необходимо измерять положение краев полосы как минимум в трех точках по длине полосы единовременно. Для того чтобы осуществить это, DELTA добавила пространственную камеру, которая делает полный снимок краев за один раз.

Измеритель кривизны профиля, который использует пространственную камеру, направленную на один из край полосы или листа по ходу движения. Такая компоновка эффективно устраняет эффекты бокового «гуляния», поворотов или других помех вызванных движением полосы.

Помехи, вызванные вертикальной вибрацией, короблением и подобными вещами устраняются стереоскопическим расположением линейных камер DigiScan

XD4000, используемыми для определения координат краев полосы.

Расположение измерителя с опцией кривизны показано на схеме рисунок 2.4.

Главные особенности:

Две цифровые ССD камеры с разрешением 4096 пикселей каждая и высококачественной мультилинзовой оптикой, установленные в специальную оптическую оправу для стереоскопии;

Пространственная камера определяет форму одного края на участке порядка 2,5 м каждые 30 мс или 0,6 м, если скорость полосы 20 м/с;

Стереоскопическая коррекция измерений для учета вертикальных движений полосы над линией прохода;

Алгоритмы для построения полного профиля полосы или листа на основании множества снимков по длине проката.

Список использованных источников

1. Горячая прокатка полос на стане 2000 горячей прокатки. Технологическая инструкция. ТИ 101-П-ГЛ10-374-90.: - Магнитогорск, 1999. - С. 7 - 53.

2. Прокат тонколоиствой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия. ГОСТ 16523 - 97.: - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Изд-во стандартов, 1999. - С. 25 - 46.

3. Прокат горячекатаный углеродистой качественной стали общего назначения. Технические условия. СТП ММК 325-2004.: - Магнитогорск, 2003. - С. 14 - 19.

4. Прокатное производство: учебник для вузов/ П.И. Полухин, Н.М. Федосов, А.А. Королев Ю.М. Матвеев; - Изд. 3-е, пераб. и доп. - М.: Металлургия, 1982. - С. 69 - 89.

5. Технология производства листовой стали/ В. М. Салганик, М. И. Румянцев. - Магнитогорск, 2007. - С. 6 - 8.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Характеристика основного и вспомогательного оборудования стана 350. Выбор системы калибровки валиков для производства круглого профиля диаметром 50 мм. Метрологическое обеспечение измерений размеров проката. Расчет производственной мощности цеха.

    дипломная работа , добавлен 24.10.2012

    Технология производства холоднокатаной полосы стали. Краткая характеристика основного и вспомогательного оборудования. Анализ дефектов заготовки. Профильный, марочный сортамент, наименования, требования стандартов к форме, структуре и свойствам продукции.

    курсовая работа , добавлен 16.05.2012

    Анализ газоизмерительной системы блока измерения качества нефти и ее основных функций. Средства автоматизации, устанавливаемые на БИК. Увеличение надежности системы контроля загазованности за счет внедрения оптического газоанализатора и ее расчет.

    дипломная работа , добавлен 16.04.2015

    Технологический процесс прокатки стали 18ХН10Т на толстолистовом стане кварто-2800. Автоматизированная схема управления технологической линией. Регулирование толщины полосы на толстолистовом стане кварто-2800. Устройство и принцип работы AS-interface.

    курсовая работа , добавлен 04.05.2010

    Технология прокатки на стане 2250 и характеристика клетей. Расчет режима обжатий в черновой и чистовой клетях. Расчет скоростного и температурного режима на клетях "Дуо" и "Кварто", допустимых усилий на валках клети, допустимого момента при прокатке.

    курсовая работа , добавлен 26.12.2011

    Оборудование стана и технология прокатки слитков. Расчёт оптимального веса и конфигурации слитка. Расчёт станины блюминга на прочность, горения топлива и нагрева металла. Расчёт экономического эффекта от внедрения специальной формы кюмпельного поддона.

    дипломная работа , добавлен 29.12.2013

    Технологический процесс ЛПЦ-3000. Техническая характеристика оборудования. Требования к исходной заготовке. Технология прокатки на двухклетевом стане. Охлаждение раскатов и отгрузка продукции. Управление механизмом рольгангов. Автоматика толкателя печи.

    отчет по практике , добавлен 18.06.2014

    Характеристика прокатного производства, оборудования стана. Технологический процесс производства горячекатаного листа. Конструкция и внедрение гидравлической многороликовой моталки. Расчет режима обжатий. Расчет производственной программы стана 2500.

    дипломная работа , добавлен 05.07.2014

    Система цифрового управления толщиной и натяжением полосы на стане 2500 холодной прокатки. Характеристика прокатываемого металла. Механическое, электрическое оборудование стана. Компоновка и алгоритмическое обеспечение микропроцессорного комплекса Сартин.

    дипломная работа , добавлен 07.04.2015

    Анализ производства на РУП "Белорусский металлургический завод". Краткая характеристика участка горячей прокатки труб. Технология производства литой заготовки. Описание технологического процесса прокатки бесшовной трубы на редукционно-растяжном стане.

РАЗДЕЛ 4. ПРОИЗВОДСТВО ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС И ЛИСТОВ

НА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СТАНАХ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

К широкополосным станам горячей прокатки (ШСГП) относят многоклетевые станы с размещением клетей в черновой и чистовой группах. В черновой группе применяют как нереверсивные, так и реверсивные клети, расположенные прерывно или непрерывно, а в чистовой группе клети всегда расположены непрерывно. Всю продукцию на ШСГП сматывают на моталках.

Сортамент

На ШСГП прокатывают листовую и полосовую продукцию толщиной от 0,8 до 27 мм и шириной до 2350 мм. Основной же сортамент станов этого типа – полосы толщиной 1,2-16 мм из рядовых и качественных углеродистых, низколегированных, нержавеющих и электротехнических марок стали.

Потребители

Общее машиностроение, судостроение, сельхозмашиностроение, производство сварных труб, подкат для ЦХП.

Типы ШСГП

Непрерывные.

Полунепрерывные.

Комбинированные.

3/4-непрерывные.

Расположение основного технологического оборудования этих станов показано на рис.29.

Классический непрерывный ШСГП характерен прерывным расположением клетей черновой группы. Причем расстояние между клетями увеличивается от первой к последней клети, чтобы обеспечить условие нахождения раската только в одной клети. Это обусловлено тем, что в качестве привода в клетях черновой группы применены асинхронные двигатели переменного тока без возможности регулирования скорости прокатки. Перед черновыми клетями с горизонтальными валками установлены вертикальные валки с приводом от двигателей постоянного тока и с возможностью согласования скорости прокатки в них со скоростью прокатки в клети с горизонтальными валками. Цель применения клетей с вертикальными валками – снятие уширения, образующегося в горизонтальных валках и проработка металла кромок для предупреждения их разрыва.
Рис.29. Расположение основного технологического оборудования ШСГП разных типов: 1 – нагревательные печи; 2 – вертикальный окалиноломатель; 3 – черновой окалиноломатель дуо; 4 – черновая группа универсальных нереверсивных клетей кварто; 5 – промежуточный рольганг; 6 – летучие ножницы; 7 – чистовой окалиноломатель дуо; 8 – чистовая непрерывная группа клетей кварто; 9 – отводящий рольганг; 10 – душирующая установка; 11 – первая группа моталок; 12 – вторая группа моталок; 13 – реверсивная универсальная клеть дуо или кварто; 14 – клеть с вертикальными валками; 15 – черновая клеть дуо или кварто реверсивная; 16 – черновая клеть кварто реверсивная; 17 – стеллаж передачи толстых листов на участок отделки и разделки; 18 – непрерывная черновая подгруппа нереверсивных универсальных клетей кварто

Промежуточный рольганг должен обеспечивать полное размещение подката, выходящего из черновой группы клетей, то есть, «развязать» черновую и чистовую группы клетей, поскольку скорость выхода подката из последней клети черновой группы составляет 2-5 м/с, а входа в первую клеть чистовой группы – 0,8-1,2 м/с.

Далее следуют летучие ножницы, в которых обрезают передние и задние концы подката (при необходимости) и делают аварийный рез при «забуривании» полосы в чистовой группе клетей или на отводящем рольганге и моталках.

Чистовая группа клетей всегда непрерывная с расстоянием между клетями 5,8-6 м. Число клетей 6-7.

Отводящий рольганг снабжен душирующей установкой.

Для смотки полос обычно предусматривают две группы моталок.

Расстояние между основными агрегатами показано на рис.29.

Полунепрерывные станы применяли и применяют при меньших объемах производства. В качестве черновой предусмотрена одна черновая реверсивная клеть. На современных станах она универсальная.

Остальное оборудование аналогично непрерывному ШСГП, но в чистовой группе применяют 6 клетей, а группа моталок обычно одна.

Комбинированные станы характеризуются тем, что в качестве черновой группы применяют двухклетевой ТЛС, потом имеется шлеппер для передачи толстых листов на участок отделки, тоже аналогичный ТЛС.

После промежуточного рольганга установлена шестиклетевая непрерывная группа клетей.

Характерно то, что бочка валков черновых клетей больше, чем чистовых.

Отводящий рольганг и моталки расположены как на полунепрерывном ШСГП.

Основное достоинство комбинированных станов – широкий сортамент продукции (обычно по толщине 2-50 мм, по ширине 1000-2500 мм).

Основной недостаток станов этого типа – недостаточная загрузка оборудования, как при прокатке толстых, так и тонких листов.

В связи с этим, комбинированные станы перестали строить уже более 30 лет назад, но построенные в основном работают.

В России имеется два таких стана.

3/4-непрерывные станы характеризуются наличием вертикального окалиноломателя, реверсивной универсальной клетью и двух- или трехклетевой непрерывной подгруппой. Всё остальное оборудование – как на непрерывном ШСГП.

Окалину по технологической линии ШСГП взламывают в горизонтальных и вертикальных окалиноломателях, а также сбивают в гидросбивах высокого давления (первичную), вторичную – перед чистовой группой клетей в горизонтальных окалиноломателях или в гидросбивах (см. раздел 7).

Поколения ШСГП

Общепринято деление ШСГП на поколения. В табл.14 представлена их характеристика.

Первый ШСГП начал работать в США. Характерными особенностями ШСГП первого и второго поколений было применение

–клети дуо в качестве окалиноломателя, расположенной сразу за нагревательными печами;

–гидросбивов окалины перед прокаткой в черновых клетях;

–прерывного расположения клетей черновой группы (раскат одновременно в двух клетях не прокатывался);

–универсальных клетей кварто в черновой группе;

–промежуточного рольганга с длиной большей, чем длина выходящего из последней клети черновой группы раската;

–летучих ножниц для обрезки концов раскатов и выполнения аварийного реза;

–чистового окалиноломателя дуо;

–непрерывного расположения клетей кварто в чистовой группе;

–достаточно длинного рольганга после чистовой группы клетей;

–моталок для смотки полосы в рулон.

Первый этап развития был самым длительным. Классическим ШСГП первого поколения является действующий до сих пор стан 1680 ОАО «Запорожсталь», введенный в эксплуатацию в 1936 г. На нем была предусмотрена прокатка полос толщиной 2-6 мм и шириной до 1500 мм. Особенностью стана 1680 было наличие в черновой группе уширительной клети и пресса. Уширительную клеть использовали при прокатке полос, когда их ширина была больше ширины сляба, а пресс – для выравнивания «заваленных» кромок раската и обеспечения ему одинаковой ширины по длине. Обжатие в прессе составляло 50-150 мм.


Таблица 1

Характеристики ШСГП

Поко­ле- ние Годы сооруже- ния Размеры сляба Масса слябов, т Толщина прокаты- ваемых полос, мм Длина бочки горизонталь- ных валков, мм Максималь- ная скорость прокатки, м/с Число клетей в группе Произво- дитель- ность, млн.т/год
толщина, мм длина, м черновой чистовой
до конца 50-х 105-180 £ 6,5 6-12 2-12,7 1500-2500* 4-5 5-6 1-2,5
50-60-е 140-300 £ 12 28-45 1,2-16 2030-2135 5-6 6-7 2-3
70-е 120-355 £ 15 24-45 0,8-27 2135-2400 30,8** 6-7 7-9 до 6
80-е 140-305 £ 13,8 24-41 1,2-25,4 1700-2050 3-4 5-7 4-6
90-е 130-260 12,5 25-48 0,8-25 5,4
* Стан 2500 ММК (Россия). ** При 9 клетях в чистовой группе.

После реконструкции в 1956-1958 г.г. на стане 1680 прокатку с уширением слябов использовать перестали. А пресс перестали эксплуатировать еще раньше из-за малой скорости операции обжатия и ряда конструктивных недостатков. Последним ШСГП в мире, где использовали уширительную клеть, был ШСГП 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (также ШСГП первого поколения), начавший работать в 1960 г. Эта необходимость была вызвана прокаткой полос шириной 2350 мм. Стан 2500 характерен еще и тем, что он имеет самую большую в мире (для ШСГП) длину бочки валков. В настоящее время на стане 2500 используют непрерывнолитые слябы шириной до 2350 мм и необходимость в уширительной клети отпала.

Поскольку гидросбивы окалины в тот период времени имели малое давление воды, то печную окалину предварительно надо было взломать. Для этой цели и был предназначен черновой окалиноломатель дуо. В нем производили очень небольшие обжатия (2-5 мм). По мере увеличения давления воды в гидросбиве окалины эту клеть начали использовать и в качестве черновой клети с обжатиями вплоть до 20-30%.

Растущий спрос на листовую продукцию привел к созданию ШСГП второго поколения. Расширен сортамент полос как по толщине, так и по ширине (увеличена длина бочки валков), существенно увеличилась масса слябов (до 45 т) и скорость прокатки – до 21 м/с.

Увеличение массы слябов обусловило удлинение прокатываемых полос и, в связи с этим, ухудшило температурные условия их прокатки, главным образом, из-за падения температуры полосы при входе ее в первую клеть чистовой группы при относительно небольшой скорости прокатки. А поскольку ограничением скорости прокатки являлась (и сейчас является) скорость захвата переднего конца полосы моталкой (не более 10-12 м/с), то на ШСГП второго поколения впервые было применено ускорение чистовой группы клетей. Его начинали сразу после захвата полосы моталкой. Можно считать, что это основное качественное отличие ШСГП второго поколения от первого.

Годовая производительность ШСГП второго поколения приблизилась к 4 млн.т. Увеличено число клетей как в черновой, так и в чистовой группах.

Характерным для ШСГП этого поколения является дальнейшее увеличение числа клетей, а следовательно, и технологической линии станов, а также расширение сортамента прокатываемых полос по размерам, в том числе и ширине, что потребовало увеличения длины бочки валков вплоть до 2400 мм (см. табл.14). При сокращении максимальной массы слябов их толщина увеличилась до 300-350 мм.

Еще одной особенностью ШСГП третьего поколения стало стремление к расширению сортамента прокатываемых полос по толщине как в сторону максимальных, так и в сторону минимальных значений. Именно на некоторых из этих станов была начата прокатка полос толщиной 1-0,8 мм, о которой коротко было сказано в подразделе 1 этой главы.

Из-за увеличения толщины слябов до 355 мм, а также реализации возможности прокатки полос толщиной 0,8-1 мм, на ряде ШСГП третьего поколения предусматривалась установка 8 и 9 клетей в чистовой группе, доведение скорости прокатки до 30,8 м/с и относительной массы рулонов до 36 т/м ширины полос.

Оказалось, что основной причиной этой идеи явилось то, что в тот период времени мощностей станов холодной прокатки в Японии не хватало. Когда такие станы появились и в Японии прокатка полос толщиной менее 1,2 мм на ШСГП была прекращена, ни на одном ШСГП в мире 8-й и 9-й клети в чистовой группе не установили и скорость прокатки до 30 м/с достигнута не была.

ШСГП третьего поколения в СССР стали станы 2000 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК) и ОАО «Северсталь», сданные в эксплуатацию соответственно в 1969 и 1974 г.г. На станах предусмотрена прокатка полос толщиной 1,2-16, шириной до 1850 мм из слябов массой до 36 т и максимальными скоростями прокатки до 20-21 м/с.

Разница между ними состоит в том, что расположение черновых клетей на стане 2000 НЛМК традиционное – прерывное (рис.30), а на стане 2000 ОАО «Северсталь» последние три клети объединены в непрерывную черновую подгруппу (три клети впервые в мире). Еще одним отличием этих станов является то, что длина отводящего рольганга на стане 2000 НЛМК составляет 206700 мм, а на стане 2000 ОАО «Северсталь» - 97500 мм. Приближение моталок на стане 2000 ОАО «Северсталь» к последней клети чистовой группы позволило уменьшить время прокатки передней части полос на малой скорости. Снижение же температуры смотки толстых полос достигается увеличением расстояния между первой и второй группами моталок. Оба стана имеют производительность 6 млн.т в год.
Рис.30. Схема расположения основного оборудования непрерывного ШСГП 2000 ОАО НЛМК: 1 – печной рольганг; 2 – тележка для передачи слябов; 3 – толкатели слябов; 4 – нагревательные методические печи; 5 – приемный рольганг; 6 – приемник нагретых слябов; 7 – вертикальный окалиноломатель (ВОК); 8 – двухвалковая клеть; 9 – универсальные четырехвалковые клети; 10 – промежуточный рольганг; 11 – летучие ножницы; 12 – конвейер для головной и донной обрези; 13 – чистовой двухвалковый окалиноломатель; 14 – чистовые четырехвалковые клети; 15 – отводящий рольганг; 16 – моталки для смотки тонких полос; 17 – конвейеры; 18 – подъемно-поворотный стол; 19 – моталки для смотки толстых полос; 20 – склад рулонов и отделение листоотделки

Опыт эксплуатации ШСГП третьего поколения показал, что расширение сортамента прокатываемых полос и увеличение массы слябов вызывают увеличение массы оборудования, а следовательно, стоимость стана и цеха, удлинение технологической линии стана (до 750 м), расширение сортамента полос по толщине вплоть до 0,8 мм, создают сложности в поддержании требуемых температурных условий прокатки, обусловливают неэффективное использование оборудования стана (при прокатке полос толщиной более 12-16 и шириной менее 1500 мм оно используется примерно на 30% своей мощности). Кроме этого, полосы толщиной 0,8-1 мм по точности прокатки, механическим свойствам, качеству поверхности и товарному виду значительно уступали холоднокатаным полосам той же толщины.

В связи с указанными недостатками, а также высокой стоимостью (свыше 500 млн. евро) ШСГП третьего поколения, появились ШСГП четвертого поколения.

Их главной отличительной особенностью стала установка в черновой группе клетей универсальной реверсивной клети, что увеличило обжимную способность и сократило протяженность черновой группы клетей.

Кроме реверсивной клети, в черновой группе имеется еще четыре универсальных клети, две из которых (последние) объединены в непрерывную черновую подгруппу. На ряде станов четвертого поколения применены промежуточные перемоточные устройства, речь о которых пойдет далее. Представителями ШСГП четвертого поколения является стан 2050 фирмы «Baostill», схема расположения оборудования которого показана на рис.31.

Стан 2050 начал работать в 1989 г. Он предназначен для прокатки полос толщиной 1,2-25,4 и шириной 600-1900 мм. Максимальная масса рулона 44,5 т, скорость прокатки до 25 м/с, годовое производство 4 млн.т.

Характерной особенностью стана является наличие в черновой группе клетей двух реверсивных универсальных клетей (первая – дуо, вторая – кварто) и объединение остальных двух клетей в непрерывную подгруппу. В чистовой группе семь клетей кварто. На стане 2050 предусмотрена одна группа моталок. В черновой группе клетей имеется возможность редуцирования и регулирования ширины раскатов. Редуцирование производят в первой черновой универсальной клети, имеющей мощную клеть с вертикальными валками (за три прохода оно составляет 150 мм), а регулирование ширины во всех остальных клетях черновой группы производят за счет обжатия раската в вертикальных валках.

Рис.31. Схема расположения основного оборудования 3/4-непрерывного ШСГП 2050 «Baostill»: 1 – печной рольганг; 2 – толкатели слябов; 3 – нагревательные методические печи с шагающими балками; 4 – устройство выдачи слябов; 5 – приемный рольганг; 6 – двухвалковая универсальная реверсивная клеть; 7 – четырехвалковая универсальная реверсивная клеть; 8 – четырехвалковые универсальные нереверсивные клети, объединенные в непрерывную черновую подгруппу; 9 – промежуточный рольганг; 10 – теплоизолирующий подъемный экран; 11 – кривошипные ножницы; 12 – роликовая направляющая проводка; 13 – чистовая непрерывная группа четырехвалковых клетей; 14 – отводя- щий рольганг; 15 – душирующая установка; 16 – моталки; 17 – адьюстаж

Эти станы получили название 3/4-непрерывные ШСГП.

Следует отметить, что 3/4-непрерывные станы в настоящее время считаются самыми современными и эффективными.

Стремление использовать вместо холоднокатаного листа горячекатаный (более дешевый) обусловило создание ШСГП, в сортамент которых включены полосы толщиной 0,8-25 мм и шириной 600-1850 мм (рис.32). Это стало возможным за счет более совершенных систем автоматики, применения промежуточных перемоточных устройств, пресса для редуцирования слябов и снятия их конусности.

Эти станы получили название «станы бесконечной прокатки». Они отнесены нами к пятому поколению.

Фактически станы бесконечной прокатки являются 3/4-непрерывными, отличием же их является установка на промежуточном рольганге машины для сварки раскатов.

Сварочная машина состоит из ножниц, предназначенных для обрезки концов раскатов, системы центрирования раскатов, зажимов для удержания раскатов при нагреве и осаживании, индуктора, механизма сжатия свариваемых концов раскатов и гратоснимателя. Полный цикл прокатки, позиционирования, нагрева и сварки концов составляет 20-40 мин.

Длина участка сварки с расположенным на нем оборудованием составляет 12, высота и ширина по 6 м. Стоимость участка сварки с периферийной аппаратурой составляет примерно 114 млн долларов, а стоимость стана – более 1 млрд. долларов США. Столь громадная стоимость обусловлена наличием на стане практически всего возможного для ШСГП оборудования и комплекса систем автоматики, зачастую дублирующих друг друга. Допустимая сила прокатки в клетях черновой и чистовой групп находится в диапазоне 38-50 МН.

Рис.32. Схема расположения основного оборудования ШСГП 2050 фирмы «Кавасаки Стил» (Япония):

1 – нагревательные печи; 2 – пресс для редуцирования слябов по ширине; 3 – реверсивная клеть дуо; 4 – черновые клети кварто; 5 – ППУ; 6 – ножницы; 7 – участок сварки полос; 8 – участок подогрева кромок, обрези концов и сбива окалины; 9 – чистовая группа клетей; 10 – душирующая установка; 11 – делительные ножницы; 12 – устройство поджатия полосы к рольгангу; 13 – моталки


В режиме бесконечной прокатки производят полосы с размерами, показанными на рис.33. На стане достигнута высокая точность прокатки полос по толщине и ширине, высокая плоскостность. Сварка полос (до 15 штук) в «бесконечную» ленту позволяет поддерживать высокую и постоянную скорость прокатки, что обусловливает много положительных моментов.

Практика эксплуатации таких станов показала, что на них можно прокатывать полосы минимальной толщины 0,8 мм с высокой точностью, практически исключить переходные режимы входа-выхода концов полос, сопровождающиеся снижением скорости прокатки с последующей прокаткой полос с ускорением, а также опасные с точки зрения возможных застреваний полос.

Однако некоторые вопросы при бесконечной прокатке пока не решены, и ей присущи следующие недостатки:

– невозможность прокатки в бесконечном режиме более 15 полос из-за повышения температуры валков и изменения их тепловой выпуклости;

– необходимость начинать прокатку с полос толщиной 2-2,5 мм, а потом делать динамическую перестройку стана во время прокатки последовательно на толщину 1,5 – 1,2 – 1 – 0,8 мм, что обусловливает получение полос разной толщины;

– высокая стоимость стана (более 1 млрд. долларов США, в том числе участка сварки – 114 млн. долларов США).

Все три находящихся в эксплуатации стана бесконечной прокатки действуют в Японии. По нашему мнению, это тупиковый путь развития ШСГП. Задачу получения полос толщиной менее 1,2 мм можно значительно проще решать в литейно-прокатных агрегатах (см. далее).

Схемы прокатки

Ранее было сказано, что на ШСГП первого поколения предусматривали предварительную разбивку ширины из-за отсутствия слябов достаточной ширины. В настоящее время возможности отливки слябов на МНЛЗ позволили полностью решить эту задачу. Поэтому на ШСГП применяют только продольную схему прокатки .

Прокатка металла в черновой и чистовой группах клетей

Число, тип и характер расположения клетей зависят от типа ШСГП. Основные изменения на ШСГП связаны с черновой группой. Общим является наличие окалиноломателя с горизонтальными или вертикальными валками (ВОК). Первоначально их использовали для взламывания окалины, потом начали использовать для регулирования ширины слябов.

При переходе ШСГП на непрерывнолитую заготовку возникли некоторые сложности в организации производства полос всего спектра ширин. На ШСГП обычно прокатывают полосы шириной с градацией в 20-40 мм. При получении катаных слябов со слябингов или блюмингов-слябингов можно было заказывать прокатку их с любой градацией по ширине.

На МНЛЗ отливают слябы шириной, соответствующей ширине установленного кристаллизатора. Когда на предприятии имеется много МНЛЗ, то каждую из них можно специализировать на отливку 3-4-х размеров слябов по ширине. Если же МНЛЗ имеется всего 2-3, то возникает необходимость частой замены кристаллизатора, а следовательно, возникают потери производительности, металла, ухудшается качество слябов в периоды нестационарной разливки.

Эту проблему решают разными путями. Во-первых, непосредственно в МНЛЗ применяют кристаллизаторы с изменяющимся положением торцевых стенок. Этот способ имеет ряд недостатков – усложнение конструкции кристаллизатора, нарушение режима разливки, а следовательно, потерю производства, ухудшение качества металла, отливка слябов переменной ширины.

Во-вторых, используют ВОК как для редуцирования слябов по ширине, так и для устранения клиновидности слябов.

Так, на стане 2050 фирмы «Baostill» (см. рис.31) в черновой группе установлены две реверсивных клети – одна дуо, вторая кварто. Причем клеть дуо является универсальной с мощными вертикальными валками (мощность электродвигателя 3000 кВт, диаметр валков 1100 мм). Вторая клеть (кварто) также универсальная, но уже менее мощная (мощность привода 2´600 кВт, диаметр валков 1000 мм). Две следующие универсальные клети кварто расположены непрерывно на расстоянии 12 м друг от друга, мощность привода вертикальных валков каждой из клетей 2´380 кВт, диаметр валков 880 мм.

Универсальная клеть дуо позволяет редуцировать сляб на 120 мм за один проход. Причем схема обжатия сляба, а затем раската, выглядит так: ВВ-ГВ-ГВ-ВВ-ВВ-ГВ. Таким образом, образовавшиеся наплывы на краях раската раскатываются в горизонтальных валках, а потом следует подряд два прохода в вертикальных валках этой же клети и вновь прокатка в горизонтальных валках.

В случае реверсивной прокатки во второй клети схема прокатки в ВВ и ГВ выглядит аналогично. Но возможности по обжатию раската по ширине уже значительно меньше. В третьей и четвертой универсальных клетях производится по одному проходу.

Основные недостатки при редуцировании слябов в вертикальных валках

Ограничение величины обжатия по условиям захвата, что обусловливает необходимость многопроходности процесса;

Возникновение прикромочных утолщений, которые при последующей прокатке в горизонтальных валках вновь (примерно на 60-70%) переходят в ширину раската;

Эффективность обжатия раската в вертикальных валках значительно увеличивается, если применять ящичные калибры. Но при этом возникает ряд осложнений:

Необходимость замены валков при изменении толщины исходных слябов;

Сложность нарезки калибров на валках большого диаметра;

Увеличение износа калиброванных валков по сравнению с гладкими валками;

Повышаются энергозатраты на прокатку.

В-третьих, применение прессов. Поскольку на современных ШСГП длина слябов достигает 15 м, то в прессе производят пошаговое обжатие сляба (рис.34). При обжатии бойками пресса сляб удерживают линейками, а после каждого разового обжатия он перемещается по линии технологического потока.

Современный пресс для редуцирования слябов установлен на ШСГП фирмы «Thyssen Stahl» в Беккерверте.

Техническая характеристика пресса

Размеры сляба, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700-1200
ширина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700-1200
толщина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 265
длина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3600-10000
Температура сляба, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1050-1280
Общее уменьшение ширины сляба, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . до 300
Сила редуцирования, МН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 30
Длина зоны обжатия за ход, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 400
Частота ходов, мин -1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 30
Скорость движения сляба, мм/с. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 200
Время замены бойков, мин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 10

Время цикла одного прохода составляет 2 с. Образование утолщения на слябе при его обработке в прессе никаких сложностей при дальнейшей прокатке в черновой реверсивной клети стана не вызывает. Эти утолщения значительно меньше, чем при редуцировании слябов в вертикальных валках.

Новым техническим решением в черновой группе стало и объединение двух или трех последних клетей в непрерывную подгруппу. Впервые в мире три клети были объединены в непрерывную подгруппу на стане 2000 ОАО «Северсталь» (проектант и изготовитель стана ЗАО НКМЗ).

Схема расположения клетей в этой подгруппе показана на рис.35.

Клеть 3 имеет привод валков от двух электродвигателей постоянного тока мощностью 2´6300 кВт (110/240 об/мин) через общий редуктор и шестеренную клеть. Четвертая клеть имеет аналогичный привод. Пятая клеть имеет безредукторный привод от двухякорного электродвигателя постоянного тока мощностью 2´6300 кВт (55/140 об/мин) через шестеренную клеть. Максимально допустимая сила прокатки в клетях с горизонтальными валками 33 МН, с вертикальными 2,6 МН.

Примененный привод позволяет регулировать скорость прокатки в комплексе.

Применение непрерывной подгруппы клетей позволило:

– уменьшить протяженность черновой группы стана на 50 м, а также длину цеха и рольгангов, а следовательно, и их стоимость;

– улучшить температурный режим прокатки за счет сокращения времени охлаждения раскатов и увеличения скорости прокатки до 5 м/с.

Черновая группа клетей должна обеспечить

1. Заданную толщину подката.

2. Заданную ширину подката с минимальной разноширинностью.

3. Требуемую температуру подката.

Чистовая группа клетей всегда непрерывная. Некоторые изменения претерпел головной её участок. Долгое время перед чистовой клетью применяли барабанные ножницы.

На новых ШСГП вместо барабанных ножниц стали применять кривошипные ножницы. По сравнению с барабанными ножницами на них можно разрезать подкаты большей толщины, они имеют более длительный срок службы ножей. Так, на стане 2050 фирмы «Baostill» можно разрезать подкат сечением 65´1900 мм из стали марки Х70. Максимальная сила реза достигает 11 МН, стойкость ножей в 10 раз выше, чем у барабанных ножниц. Установлена система оптимизации, обеспечивающая минимальные потери металла в обрезь.

На ШСГП 1-го поколения в качестве чистового окалиноломателя применяли двухвалковую клеть. Поскольку обжатие в чистовом окалиноломателе составляло 0,2-0,4 мм, то сама клеть и ее привод были маломощными, а между нажимными винтами и подушками верхних валков устанавливали пружинные стаканы. При этом давление на раскат создавалось силой сжатых пружин и массой верхнего валка с подушками.

Увеличение массы слябов, расширение сортамента ШСГП, повышение требований к качеству горячекатаных полос (в том числе и к качеству поверхности) обусловило на ШСГП 2-го поколения установку более мощных чистовых окалиноломателей с приводом от электродвигателей мощностью 350-400 кВт, под нажимные винты устанавливали пружины с силой до 294 кН. Масса таких окалиноломателей достигала 200-300 т.

Следующим этапом стал переход к применению роликовых чистовых окалиноломателей, в которых ролики прижимают к подкату с силой 20-98 кН. Так, в ЗАО НКМЗ при реконструкции стана 2000 ОАО «Северсталь» спроектирован, изготовлен и введен в действие роликовый окалиноломатель.

В окалиноломателе такой конструкции имеются две пары прижимных роликов диаметром 500 мм, которые при помощи пружин и рычажной системы прижимаются к раскату и разрушают окалину на подкате. Далее следуют транспортные ролики, между которыми установлены два ряда коллекторов с соплами гидросбива окалины. На выходе окалиноломателя установлены отжимные ролики, которые отжимают воду с подката. Масса окалиноломателя не превышает 50-80 т.

В чистовой группе клетей применяют четырехрядные с коническими роликами подшипники рабочих валков и подшипники жидкостного трения (ПЖТ) опорных валков.

С начала 70-х годов прошлого века началось применение гидронажимных (при сохранении и электромеханических нажимных) устройств в чистовой группе клетей.

В начале 80-х годов впервые в мире в Японии для горячей прокатки полос начали использовать шестивалковые клети специальной конструкции, имеющие возможность осевого смещения рабочих и промежуточных валков. Однако их, в основном, применяли в Японии. Широкого распространения они не получили.

Чистовая группа клетей должна обеспечить

1. Заданные размеры полосы.

2. Заданное качество металла по точности, в том числе и плоскостности, качеству поверхности и по механическим свойствам.

На заключительном этапе разработки сейчас находится один из крупнейших проектов ООО "Корпоративные системы" - мультимедийная обучающая система для подготовки специалистов постов управления ПУ7 и ПУ9 широкополосного стана горячей прокатки 2000.
Непрерывный широкополосный стан 2000 горячей прокатки предназначен для производства горячекатанных полос из углеродистых и низколегированных марок сталей. Состоит из:
- участка подачи слябов к печам и загрузки слябов;
- черновой группы оборудования (ПУ7);
- секции промежуточного рольганга и летучих ножниц (ПУ9);
- чистовой группы оборудования (ПУ9);
- уборочной группы оборудования.
Проект, разрабатываемый ООО «Корпоративные системы», охватывает 5 рабочих мест:
- оператор черновой группы оборудования;
- вальцовщик черновой группы оборудования;
- оператор промежуточного рольганга и летучих ножниц;
- оператор чистовой группы;
- вальцовщик чистовой группы.
Каждое рабочее место имеет свои специфические особенности и предназначено для выполнения определенных задач. Например, основной целью черновой группы является получение выходных параметров (ширина, толщина, температура) полосы требуемого качества за шестой клетью.

Система полностью имитирует все экраны и пульты управления, которыми пользуются специалисты, тем самым, позволяя изучить работу, а также основные действия, выполняемые с их помощью. Для этого система оснащена множеством сценариев с различными видами заданий:
 тестовые вопросы (предполагают выбор пользователями одного ответа из нескольких предлагаемых);
 вопросы для самостоятельного ответа (предполагают самостоятельный ввод пользователями ответов);
 вопросы указательного типа (предполагают указание необходимых элементов на экранах или пультах управления);
 выполнение операции (предполагают выполнение пользователями требуемых операций).
В системе предусматривается два режима прохождения сценариев:
 демонстрационный (используется для обучения и характеризуется наличием различных подсказок (предназначены для закрепления пользователем теоретического материала), а также индикацией (подсветка элементов, которые необходимы для выполнения задания));
 режим тестирования (используется непосредственно для проверки знаний пользователя).

Для того, чтобы обучение было максимально приближено к реальной работе стана, в программе предусмотрена 3D-анимация, которая позволяет пользователям видеть результаты всех действий, которые они выполняют в сценариях, непосредственно на моделе стана: состояние оборудования (например, управление нажимными винтами, энкопанелями, летучими ножницами, секциями рольганга), скорость работы, возможные аварии (например, застревание слябов, загиб полосы) и т. д.

В системе также реализованы различные имитационные модели:
 модель деформационного режима;
 модель скоростного режима;
 модель температурного режима;
 модель натяжения;
 модель загрузки главных приводов и др.
Они позволяют представить процесс прокатки металла так, как он осуществляется в действительности.
Важнейшей составляющей системы является трехмерная модель стана, которая позволяет специалистам подробно изучить конструкцию оборудования черновой и чистовой групп, а также секции промежуточного рольганга и летучих ножниц.
Конструкция рассматривает не только строение групп оборудования, но и отдельные элементы (например, подробное строение клетей). Удобная навигация, подробные описания свойств и технических характеристик элементов, а также возможность настройки пользовательского интерфейса максимально облегчают процесс обучения.
Также конструкция дополнена различными видеоматериалами, посвященными работе оборудования (летучие ножницы, промрольганг, чистовая группа и т. д.), и анимационными роликами, подробно демонстрирующими технологию (работа петледержателей, технология прокатки).

Кроме того, система оснащена множеством отчетов, позволяющих получать информацию о проведенной прокатке (план проката).
Возможность просмотра результатов тестирования позволяет не только получать информацию о правильности выполненных заданий и затраченном времени, но также прослеживать операции, которые выполнял пользователь в процессе прохождения сценариев.

Воспроизведение в записи действий пользователя дает возможность в последствии визуально проследить процесс тестирования.

Таким образом, комбинированное использование компьютерной графики, анимации, «живого» видеоизображения и других медийных компонентов предоставит уникальную возможность сделать изучаемый материал максимально наглядным, а потому понятным и запоминаемым. Это особенно актуально для специалистов стана 2000, которые должны усваивать большое количество эмоционально-нейтральной информации – например, производственных инструкций, технологических карт, нормативных документов. Удобный интерфейс и навигация, подробные пользовательские и технологические инструкции делают работу с системой максимально простой.

Исполнилось 30 лет с того дня, как польские специалисты начали возводить стан "2000" горячей прокатки в листопрокатном цехе № 10 ОАО "ММК". История этого технологического комплекса достаточно необычна.

В середине 70-х годов прошлого столетия в Советском Союзе было изготовлено оборудование широкополосного стана "2000" горячей прокатки и отправлено в Польскую Народную Республику. Его планировали включить в комплекс металлургического завода города Катовице. Но из-за политического кризиса в республике строительство было остановлено. А 25 июля 1985 года вышло постановление Совета Министров о реэкспорте оборудования стана "2000" горячей прокатки для Магнитогорского металлургического комбината.

В марте 1986 года по приказу директора ММК Ивана Ромазана организована вывозка шлака с площадки строительства стана "2000". В 1987 году в Магнитогорск прибыли первые польские строители. Это были опытные специалисты, построившие на родине немало важных объектов. В Магнитогорске первым делом они стали возводить жилые дома, социальные и технические объекты для польских рабочих. Газета "Магнитогорский рабочий" за сентябрь 1987 года сообщает: "…Польские строители планируют построить в городе 40 тысяч квадратных метров общей жилой площади. Кроме жилых домов здесь скоро появятся столовая, поликлиника, два клуба, магазины, пункт бытового обслуживания".

Тем временем продолжали прибывать польские рабочие для строительства стана "2000". В 1988 году начало поступать оборудование из Польши. Строители были заинтересованы в том, чтобы вовремя поставлялись все элементы конструкций. В течение месяца разгружалось почти четыреста вагонов из Польши с конструкциями, оборудованием, строительными материалами, всем необходимым для житья и работы.

В 1989 году начался монтаж первых мостовых кранов в отделении приёма литых слябов. В следующем году начался монтаж нагревательной печи № 1 и оборудования печного участка. Уже в августе 1990 года вышел приказ Ивана Ромазана о комплектации группы квалифицированных рабочих - технологов из работающих прокатных цехов для стажировки на стане "2000" горячей прокатки Череповецкого металлургического комбината.

Экономический кризис 1992 года отразился на финансировании и снабжении строительства всем необходимым. Возникли трудности с подготовкой валков для стана. Старший мастер Юрий Носенко вспоминает: "Вальцешлифовальное отделение не было готово. Подшипники жидкостного трения, подушки валков - всё было законсервировано".

К 1994 году ситуация нормализовалась. Так, 8 октября в 11 часов 50 минут на стане "2000" прокатан первый горячекатаный рулон размерами 7х1100 миллиметров. Эта дата считается днём рождения листопрокатного цеха № 10. А стан "2000" горячей прокатки стал первым крупным промышленным объектом на ММК, возведённым с помощью иностранных строителей и специалистов.

В середине 2000-х агрегат был реконструирован. В рамках модернизации построена четвёртая нагревательная печь, обновилось механическое оборудование стана, что позволило производить более толстый сортамент. Кроме того, внедрялись новые технологии, которые позволили перейти на полностью автоматизированный режим управления станом.

В 2016 году на стане "2000" горячей прокатки произведено более пяти миллионов тонн горячего проката. Это наивысший показатель за весь период работы стана.

Сегодня стан "2000" горячей прокатки - один из самых мощных и современных в России. Оборудование позволяет прокатывать все ныне существующие марки стали. Сортамент выпускаемой здесь продукции очень широк. Спектр применения также разнообразен - производство труб, строительная отрасль, машиностроение. Здесь прокатывают судовые и конструкционные марки сталей, трансформаторную сталь.

Стан "2000" можно смело назвать символом советско-польской дружбы, который скрепил интернациональные связи с Польской Республикой.

Ольга Рыжкина, главный архивист городского архива.

Похожие публикации