Реферат: Прокатное производство

металллистовой прокатка сортовой

Тема: «Прокатноепроизводство»

Проверил(а): Шахова С.С

Выполнил: Сагатов О. М.

Группа: МШ-902

Прокатка металлов, способобработки металлов и металлических сплавов давлением, состоящий в обжатии ихмежду вращающимися валками прокатных станов. Валки имеют большей частью формуцилиндров, гладких или с нарезанными на них углублениями (ручьями), которые присовмещении двух валков образуют т. н. калибры (см. Валки прокатные, Калибровкапрокатных валков, Профилировка валков).

Дрессировка (от франц.dresser — выправлять) в технике, операция отделки в производстве тонких полосиз стали и цветных металлов, состоящая в холодной их прокатке с очень малымиобжатиями (не более 3%). Как правило, металл подвергается Д. после термическойобработки. В результате Д. предел текучести повышается на 30—50 Мн/м2 (3—5кгс/мм2), благодаря чему снижается возможность образования на металле прихолодной штамповке линий сдвига, портящих поверхность изделий. Д. необходимадля листового металла, подвергаемого холодной штамповке с глубокой вытяжкой,например стальных листов, предназначенных для изготовления деталей кузововавтомобилей (так называемых автолистов), жести и т.п. При Д. в зависимости отназначения листового металла его поверхность подвергают различной степениобработки; при этом происходит его частичное выравнивание. Д. производят надрессировочных станах (см. Прокатный стан), в основном в один, реже в несколькопроходов.

Сортамент проката,перечень всех прокатных профилей (с размерами), выпускаемых в стране, наметаллургическом заводе (или группе заводов), на данном прокатном стане.Различают профильные С. п. (перечень профилей одного назначения) и размерные С.п. (перечень размеров одного профиля). Часто С. п. даётся одновременно попризнаку и профилей, и размеров. Весь С. п. можно разделить на 3 основныхгруппы: сортовой прокат (в т. ч. специальные профили), листовой прокат и трубы.

Плакирование (от франц.plaquer — накладывать, покрывать), нанесение на поверхность металлических листов,плит, проволоки, труб тонкого слоя др. металла или сплава термомеханическимспособом. Осуществляется в процессе горячей прокатки (например, П. листов иплит) или прессования (П. труб). П. может быть одно- и двусторонним.Применяется для получения биметалла и триметалла, для создания антикоррозийногослоя алюминия на листах, плитах, трубах из алюминиевых сплавов, нанесениялатунного покрытия на листы стали (вместо электролитического покрытия) и т.д.

Катанка, горячекатанаяпроволока обычно круглого сечения диаметром от 5 до 10 мм. К. получают на специальных проволочных или комбинированных проволочно-сортовых станах (см.Прокатный стан) и с помощью моталок сматывают в бунты. Основная масса К. идётна производство холоднотянутой проволоки диаметром до 0,01 мм. Из стальной К. изготовляют также пружины и арматуру для железобетона.

Благодаря свойственнойПрокатка непрерывности рабочего процесса она является наиболее производительнымметодом придания изделиям требуемой формы. При Прокатка металл, как правило,подвергается значительной пластической деформации сжатия, в связи с чемразрушается его первичная литая структура и вместо неё образуется структура,более плотная и мелкозернистая, что обусловливает повышение качества металла.Т. о., Прокатка служит не только для изменения формы обрабатываемого металла,но и для улучшения его структуры и свойств.

Прокатное производство,получение путём прокатки из стали и других металлов различных изделий иполуфабрикатов, а также дополнительная обработка их с целью повышения качества(термическая обработка, травление, нанесение покрытий). В промышленных странахпрокатке подвергается больше 4/5 выплавляемой стали. Прокатное производствообычно организуется на металлургических заводах (реже на машиностроительных);как правило, особенно в чёрной металлургии, является завершающим звеном циклапроизводства (см. Металлургия; о Прокатное производство как отраслиметаллургической промышленности см. в статьях Чёрная металлургия, Цветнаяметаллургия).

К основным видам прокатаотносятся: полупродукт, или заготовка, листовой и сортовой прокат, катаныетрубы, заготовки деталей машин (особые виды проката) — колёса, кольца, оси,свёрла, шары, профили переменного сечения и др. Перечень прокатываемых изделийс указанием размеров называемым сортаментом проката, большая часть которого вСССР стандартизована. Основное количество проката изготовляется изнизкоуглеродистой стали, некоторая часть — из легированной стали и стали сповышенным (больше 0,4%) содержанием углерода. Прокат цветных металловпроизводится главным образом в виде листов, ленты и проволоки; трубы и сортовыепрофили из цветных металлов изготовляются преимущественно прессованием (см.Прессование металлов).

Прокатка стали. производствостального проката на современном металлургическом заводе осуществляется двумяспособами. При первом исходным материалом служат слитки (отлитые в изложницы),которые перерабатываются в готовый прокат обычно в 2 стадии. Сначала слиткинагревают и прокатывают на обжимных станах в заготовку. После осмотра заготовкии удаления поверхностных дефектов (закатов, трещин и т.п.) производят повторныйнагрев и прокатку готовой продукции на специализированных станах. Размеры иформа сечения заготовки зависят от её назначения: для прокатки листового иполосового металла применяют заготовки прямоугольного сечения шириной 400-2500 мм и толщиной 75- 600 мм, называемые слябами; для сортового металла — заготовки квадратногосечения размером примерно от 60´60 см до 400´400 мм, а дляцельнокатаных труб — круглого сечения диаметром 80-350 мм.

При втором способе,применяемом с середины 20 в., прокатка исходной заготовки заменяется непрерывнымлитьём (разливкой) на специальных машинах. После осмотра и удаления дефектовзаготовка, как и при первом способе, поступает на станы для прокатки готовойпродукции. Благодаря применению непрерывно-литой заготовки упраздняютсяслябинги и блюминги, повышается качество проката, устраняются потери на обрезкуголовной части слитка, доходящие у слитков спокойной стали до 15-20%.

Преимущества применениянепрерывно-литой заготовки в производстве проката становятся ещё болеезначительными при совмещении процессов непрерывного литья и прокатки в одномнеразрывном потоке. Для этой цели созданы литейно-прокатные агрегаты, в которыхслиток на выходе из кристаллизатора не подвергается разрезке, проходит печь,где выравнивается температура по сечению, и затем поступает в валки прокатногостана. Т. о. осуществляется процесс кристаллизации и прокатки бесконечногослитка, т. е. пепрерывное производство проката из жидкого металла. Процессполучил широкое распространение при прокатке цветных металлов; он применяется такжедля производства стальной заготовки небольших сечений (примерно менее чем 150´150мм) повышенного качества. Основная трудность в развитии этого процесса состоитв относительно низкой скорости выхода слитка из кристаллизатора (1-6 м/мин),что не позволяет в полной мере использовать производственные возможностинепрерывного прокатного стана.

Прокатка листовогометалла производится из катаных или непрерывно-литых слябов и только листовтолщиной свыше 50-100 мм — непосредственно из слитков или кованых слябов. Втехнологический процесс входят следующие основные операции: подача слябов сосклада к нагревательным печам; нагрев; подача по рольгангу к рабочей клетистана и прокатка в несколько проходов (пропусков между валками), причём впервые проходы для получения листов требуемой ширины сляб иногда подаётся ввалки поперёк или под углом; правка на роликовых правильных машинах; охлаждениена холодильниках; контроль и разметка; обрезка продольных кромок; обрезкаконцов, разрезка на листы определённой длины; иногда термическая обработка ипокраска; отправка на склад готовой продукции.

Листы толщиной от 4 до 50 мм и плиты толщиной до 350 мм прокатываются на толстолистовых или броневых станах, состоящих изодной или двух рабочих клетей, а листы толщиной от 1,2 до 20 мм — на значительно более производительных непрерывных станах, на которых листы получаются в видедлинных (более 500 м) полос; при выходе из последней клети стана полосысматываются в рулон. Листы толщиной менее 1,5-3 мм выгоднее прокатывать в холодном состоянии, поэтому дальнейшее уменьшение толщины листаосуществляется обычно на станах холодной прокатки. Для этого рулоны после ихполучения на непрерывных станах горячей прокатки транспортируются в цеххолодной прокатки, где с поверхности металла удаляется окалина (в линиинепрерывного травления), затем обрезаются концы и производится стыковка(электрическая контактная сварка) для полной непрерывности дальнейшегопроцесса. Травленые рулоны разматываются и в несколько проходов обжимаются дотребуемой толщины (общее обжатие для низкоуглеродистой стали доходит до75-90%). Прокатка осуществляется на непрерывных станах, состоящих из 4 или 6четырёхвалковых клетей, или на одноклетевых реверсивных станах. После холоднойпрокатки полосу отжигают для устранения наклёпа, затем подвергают дрессировке,правке, резке на листы и упаковке (рис. 1).

Прокатка сортовогометалла включает следубющие основные операции: нагрев до 1100-1250 °С; подачунагретой заготовки к рабочим клетям и прокатку в несколько проходов в калибрах,постепенно приближающих сечение исходной заготовки к сечению готового профиля; резкупроката на пилах или ножницах на части требуемой длины или сматывание в бунты;охлаждение на холодильниках; правку на роликовых правильных машинах; контроль иотправку на склад готовой продукции.

Число проходов выбираетсяв зависимости от размеров и формы сечения исходной заготовки и готового профиляи составляет: для рельсов обычно 9, балок 9-13, угловых и других сортовыхпрофилей, например зетообразного (рис. 2), 5-12, проволоки 15-21. Выполнениеуказанных технологических операций производится на специализированных сортовыхпрокатных станах, представляющих собой поточную автоматическую системуразличных машин.

Прокатка (горячая) трубсостоит из 3 основных и нескольких вспомогательных операций. Первая операция(прошивка) — образование отверстия в заготовке или слитке; в результатеполучается толстостенная труба, называемая гильзой. Вторая операция (раскатка)- удлинение прошитой заготовки и уменьшение толщины её стенки примерно дотребуемых в готовой трубе размеров. Обе операции осуществляются с одного нагрева,но на различных прокатных станах, установленных рядом и входящих в общуюсистему машин трубопрокатного агрегата. Первая операция выполняется напрошивных станах винтовой прокатки между бочкообразными или дисковыми валкамина короткой оправке, вторая — на различных прокатных станах: непрерывных,пилигримовых, автоматических и трёх-валковых станах винтовой прокатки. Третьяоперация — калибровка (или редуцирование) труб после раскатки. Калибровкаосуществляется на калибровочных станах, затем трубы охлаждаются, правятся,контролируются и разрезаются на куски определённой длины. Трубы диаметром менее65-70 мм подвергаются дополнительной горячей прокатке на редукционных станах. Сцелью уменьшения толщины стенки и диаметра, получения более высокихмеханических свойств, гладкой поверхности и точных размеров трубы после горячейпрокатки подвергаются холодной прокатке на специальных станах, а такжеволочению.

Прокатка заготовокдеталей машин (штучных изделий) находит широкое применение главным образом впроизводстве различных тел вращения и профилей переменного сечения: вагонныхколёс, осей, бандажей, колец для подшипников качения, шаров, зубчатых колёс,винтов, свёрл и т.д. При этом иногда прокатка используется для выполнения лишьодной операции в комбинации с ковкой или штамповкой.

Прокатка цветныхметаллов. Наибольшее применение получила прокатка листов, ленты, фольги ипроволоки из алюминия, меди, магния, цинка и их сплавов.

В технологический процесспрокатки листов из алюминиевых сплавов входят следующие основные операции:предварительная прокатка плоских непрерывно-литых слитков массой 0,5-5 т собжатием около 10% для выравнивания их поверхности; правка на роликовыхправильных машинах; фрезерование для получения чистой и гладкой поверхности;накладывание с обеих сторон слитка алюминиевых листов; нагрев; горячая прокаткас плакированием до толщины 4-12 мм с последующим свёртыванием в рулоны; отжиг ихолодная прокатка. После холодной прокатки рулоны разматываются и режутся налисты, которые затем закаливают, травят, прокатывают вторично в холодномсостоянии для прогладки или получения наклёпа, травят, разрезают и упаковывают.

В начале 60-х гг. 20 в.был разработан новый процесс прокатки листов из алюминия и его сплавов.Особенность этого процесса состоит в совмещении непрерывного литья с прокаткой.Исходным материалом служит жидкий алюминий, который поступает черезраспределительную проводку в межвалковое пространство, образованное между двумягоризонтальными валками (рис. 3). Алюминий, соприкасаясь с валками,кристаллизуется, а образующаяся полоса непрерывно выходит из валков стана.Валки могут быть расположены как в вертикальной плоскости, так и вгоризонтальной. В первом случае алюминий подводится сбоку, а во втором — снизу.Этим методом успешно изготовляются полосы толщиной 8-12 мм, шириной 1000-1600 мм, которые затем сматывают в рулоны. Применение такой технологии вместопрокатки полосы из крупных слитков даёт большой экономический эффект.

Исходной заготовкой припрокатке листов и лепты из меди и латуни служат плоские слитки массой около0,5-1 т, толщиной 100-150 мм, которые прокатываются в горячем состоянии до толщины10-15 мм. Прокатанные листы фрезеруют для удаления поверхностных дефектов изатем подвергают холодной прокатке с промежуточными отжигами при 450-800 °С.

Для производства катанкииз алюминиевых и медных сплавов наиболее эффективен способ непрерывного литья,совмещенный с прокаткой на непрерывном стане.

Технический прогресс вобласти Прокатное производство характеризуется в первую очередь повышениемкачества прокатываемых изделий, которое обеспечивало бы наиболее эффективное использованиеметалла потребителем. С этой целью прокатываемому изделию придаётся возможноболее рациональная форма, способствующая снижению его массы, расширяетсяпроизводство экономичных профилей проката, повышается точность его размеров,улучшаются прочностные и др. свойства металла, на его поверхность наносятсяэффективные защитные покрытия. Одновременно снижается стоимостьпроизводственных затрат путём внедрения непрерывных процессов (от жидкогометалла до готового проката), повышения скорости прокатки и автоматизации всехтехнологических процессов.

Прокатный стан — комплексоборудования, в котором происходит пластическая деформация металла междувращающимися валками.

Считается, что первыйпрокатный стан (с деревянными валками) был сконструирован еще Леонардо даВинчи. Первые прокатные станы для производства полосового железа и мелкогосорта были изготовлены еще в XVIII в. Они приводились во вращение от водяныхколес. С развитием железнодорожного транспорта значительно увеличиласьпотребность в прокатной продукции. Первые рельсы были чугунными, однако вначале XIX века в Англии перешли на производство железных рельсов. В 1828 годупоявился первый прокатный стан для прокатки рельсов из пудлингового железа, а с1825 года начали прокатывать рельсы из бессемеровской стали. Рельсы былиглавным продуктом прокатного производства. Помимо рельсов надо было производитьразличные детали паровозов, броня требовалась и для развития флота, в которомдеревянные корабли заменялись металлическими бронированными. Первый броневойпрокатный стан был сконструирован в 1859 году русским механиком В.С. Пятовым.Все эти станы были довольно примитивными: валки станок приводились во вращениеот водяного колеса, а позднее- паровой машины. Перемещение горячего металла кстану и от него осуществлялось вручную. В одном из музеев старого уральскогозавода имеется картина: по железному горячему настилу с помощью крючков бригадарабочих передает раскаленную болванку к стану. Труд прокатчика был самымтяжелым на заводе.[1]

/>

В зависимости от профиляпрокат делится на четыре основные группы: листовой, сортовой, трубный испециальный. В зависимости от того нагретая или холодная заготовка поступает впрокатные валки – горячий и холодный.

Листовой прокат

Листовой прокат из сталии цветных металлов подразделяется на толстолистовой (4…60 мм), тонколистовой(0,2…4мм) и жесть (менее 0,2 мм). Толстолистовой прокат получают в горячемсостоянии, другие виды листового проката – в холодном состоянии.

Прокатку листов и полоспроводят в гладких валках.

Сортовой прокат

Среди сортового прокатаразличают:

1. Заготовки круглого,квадратного и прямоугольного сечения для ковки и прокатки;

2. Простые сортовыепрофили (круг, квадрат, шестигранник, полоса, лента);

3. Фасонные сортовыепрофили:

профили общего назначения(уголок, швеллер, тавр, двутавр);

профили отраслевогоназначения (железнодорожные рельсы, автомобильный обод);

профили специальногоназначения (профиль для рессор, напильников).

Трубный прокат

Трубный прокат получаютна специальных трубопрокатных станах. Различают бесшовные горячекатаные трубыдиаметром 25…550 мм и сварные диаметром 5…2500 мм. Трубы являются продуктомвторичного передела круглой и плоской заготовки.

Общая схема процессапроизводства бесшовных труб предусматривает две операции: 1– получениетолстостенной гильзы (прошивка); 2 – получение из гильзы готовой трубы(раскатка).

Первая операциявыполняется на специальных прошивочных станах в результате поперечно-винтовойпрокатки. Вторую операцию выполняют на трубопрокатных раскатных станахразличных конструкций: пилигримовых, автоматических и др.