Прокатка листов

Толстые листы прокатывают двумя способами: используя один нагрев – непосредственно из слитков и, используя два нагрева, по схеме слиток – сляб – толстый лист, т.е. при первом нагреве слиток предварительно прокатывают на крупном обжимном стане – слябинге или блюминге с широким калибром – на прямоугольную заготовку – сляб, который после второго нагрева прокатывают на листовом стане в толстый лист.

В целях уменьшения анизотропии механических свойств слиток или сляб раскатывают в продольном и поперечном направлениях, а иногда и на угол (вдоль диагонали). Вес слитка для прокаткитолстых листов достигает 8 т и более.

Большое распространение при прокатке толстых листов из слябов получили трехвалковые станы с неприводным плавающим средним валком. В этих станах средний валок имеет меньший диаметр, чем верхний и нижний валки. При прокатке он попере­менно прижимается то к верхнему, то к нижнему валку. Наличие среднего валка меньшего диаметра позволяет работать с повышен­ной вытяжкой. Эти станы комбинируют с дуо-реверсивными в об­щий так называемый тандем-стан.

Для получения чистой поверхности листов необходимо тща­тельно удалять образовавшуюся окалину. На одноклетьевых и двухклетьевых станах окалину удаляют с помощью сильной струи воды под давлением от 500 до 800 кПа, в результате чего окалина растрескивается, а образовавшийся пар, разрушая её, отрывает от поверхности листа. На полунепрерывных и непрерывных ста­нах для удаления окалины помимо гидравлического способа при­меняют и механический – надламывание окалины рифлёными валками в окалиноломателях. После горячей прокатки толстые листы подвергают отде­лочным операциям: правке, обрезке на заданные размеры, чистке и термообработке.

Тонкие листы прокатывают в горячем и холодном состоянии. В горячем состоянии тонкие листы прокатываются следующими способами: на двухвалковых станах (дуо-станах), четырёхвалковых (кварто) и на непрерывных станах.

Листы на двухвалковых и станах кварто прокатывают из сутунки (тонкая прямоугольная плоская заготовка толщиной 6–12 мм).Из одной сутунки на таких станах можно прокатать лист толщиной до 2 мм.Более тонкие листы в одиночку прокатать очень трудно, так как при прокатке за счет упругих деформаций частей стана между валками образуется зазор до 1,5–2,5 мм. Поэтому про­катку листов тоньше 2,0–1,5 ммпроизводят путем складывания нескольких раскатов в один пакет.

При горячей прокатке на непрерывных станах тонкая лента в одну толщину сматывается в рулоны. Благодаря этому указан­ный способ прокатки называется рулонным методом. При этом методе прокатки обеспечиваются лучшие механические свойства листов, более равномерная толщина их по ширине и длине, лучшее качество поверхности, более высокий выход годного листа и большая производительность, благодаря чему в настоящее время он получил наибольшее распространение. Скорость прокатки в каждой клети стана постепенно увеличивается и в последней клети она доходит до 8–10 м/с. Ленты, смотанные в рулоны, передаются в цех холодной прокатки для окончательной их обработки. Если нет необходимости в дополнительной холодной прокатке полос – лент, то они после горячей прокатки сразу поступают на холодильные установки, где после охлаждения их режут летучими ножницами на мерные длины. Разрезанные листы затем поступают в специальное пакетирующее устройство.

С помощью холодной про­катки получают тонкие листы с высоким качеством поверхности, с высокой точностью по толщине (с допуском менее ±0,01 мм)и высокими технологическими свойствами (например, способностью к глубокой вытяжке).

Технологический процесс изготовления тонких листов и лент состоит из четырех основных этапов:

1 – подготовка поверхности горячекатаных листов или рулонов к холодной прокатке, заключающаяся в их термической обра­ботке и травлении с целью удаления окалины;

2 – прокатка листовым или рулонным способом в несколько
пропусков с промежуточной термообработкой для снятия наклёпа. Листовой способ в основном производится на двухвалковых станах, а рулонный – на четырёхвалковых, причём последний ведётся с передним и задним натяжением;

3 – термообработка листов или рулонов на заданные механические свойства, осуществляющаяся в колпаковых, камер­ных или проходных печах с защитной атмосферой;

4 – отделка готовых листов и лент. Отделка заключается
в травлении (если термообработка производилась без защитной
атмосферы), полировке (механической или электрической), окон­чательной обрезке и дрессировке – прокатке с обжатиями в 0,5–1,5 % с целью предотвращения образования линий сдвига при по­следующей холодной штамповке.

Существуют особенности прокатки цветных металлов и их сплавов. Вес слитков из цветных металлов и их сплавов, подвергаю­щихся прокатке, колеблется от 50 до 1000 кг, а иногда достигает 2500–3000 кг. Перед прокаткой слитки обтачивают или фрезе­руют с целью удаления поверхностных дефектов. Слитки боль­шинства цветных металлов прокатывают в горячем состоянии. Однако такие цветные сплавы как свинцовистые латуни и бронзы, выплавляемые в виде небольших слитков, подвергают прокатке только в холодном состоянии, так как в горячем состоянии они раз­рушаются.

Качество горячего проката из цветных металлов и сплавов зави­сит от соблюдения температуры и условий нагрева. Так, например, медь следует нагревать в окислительной атмосфере печи до тем­пературы 850–930 °С, так как восстановительная атмосфера печи придает меди хрупкость. Медно-цинковыесплавы – латуни марок Л62, Л68 и Л80 нагревают так же, как и медь, в окислительной атмосфере до 800–870 °С и прокатывают при температуре не ниже 650 °С. Степень обжатия меди допускается до 70–80 %, а латуней до 65–70 %.

Чистый никельнагревается до температуры 1200–1230 °С, при которой прокатку производят с обжатиями в 80–95 %.

Цинк прокатывают в горячем состоянии при температуре не выше 180 °С, так как при более высокой температуре пластичность цинка резко снижается.

Алюминий в чистом виде обладает очень высокими пластиче­скими свойствами. Его можно обрабатывать давлением и в горячем, и в холодном состоянии. При горячей прокатке алюминии нагре­вают до 480 °С. В холодном виде он допускает обжатие за один про­пуск свыше 70 %. Так как алюминий мало упрочняется, то можно осуществить холодную прокатку его с суммарным обжатием, дохо­дящим до 97 %. Наличие в алюминии примесей – железа и крем­ния (до 1 %) – снижает его пластичность.

Дуралюмин подвергают обработке давлением в горячем и в холодном состояниях. Горячая прокатка дуралюмина производится при 450 °С и ниже. Так как дуралюмин при горячей прокатке скло­нен к трещинообразованию, то перед прокаткой его подвергают гомогенизации при 350–420 °С в течение 18–24 часов, благодаря чему пластичность дуралюмина повышается. Для предохранения от прилипания дуралюмина к валкам их смазывают эмульсией. При холодной прокатке суммарное обжатие (до отжига для снятия наклёпа) достигает 80 %.

Цветные металлы и их сплавы прокатывают преимуще­ственно на простые профили – круглый, квадратный, полосовой (прямоугольный) и в виде листов и лент различных размеров.

Титановые сплавы производят в виде листов, полос, лент, профилей, труб и проволоки. Прокатку титановых сплавов про­изводят в горячем, тёплом и в холодном состояниях.

Весьма ответственным звеном технологического процесса про­катки титановых сплавов является нагрев. Максимальная тем­пература нагрева титановых сплавов 1000–1100 °С. Нагрев может осуществляться в любых печах, однако из-за большой химической активности титана при этих температурах нагрев лучше произво­дить ускоренными способами, например, индукционным. Благодаря большой скорости нагрева газонасыщение поверх­ностных слоев заготовок сводится к минимуму, тем самым повышается качество проката.

Листы толщиной 5 мми более изготовляют теплой и горячей прокаткой, а листы толщиной менее 2 мм – только холодной. Горячую прокатку титановых сплавов производят с обжатиями от 20 до 40 % за пропуск, а холодную – от 12 до 20 %.

В последнее время появилась возможность получать прокаткой титановую фольгу толщиной до 0,01 мм. Прокатка такой фольги производится рулонным способом в холодном состоянии на четырёхвалковых, двенадцативалковых и двадцативалковых станах.

Дата добавления: 2014-01-20