Производство холоднокатаных листов

Особенностью развития листопрокатного произодства является непре-рывное увеличение холоднокатаного листового проката. Это связано с интен-сивным развитием ряда отраслей промышленности, потребляющих тонко-листовой прокат с высокими механическими свойствмами.

Производство холоднокатаных листов осуществляют двумя способами: по-

листным и рулонным.

Рулонный способ является наиболее производительным, дает возможность механизировать и автоматизировать большинство технологических операций, повышает выход годного металла с улучшенной геометрической формой и свойствами вследствие устойчивости технологического процесса.

Исходным металлом для холодной прокатки является прокат (полоса, лист), полученный на станах горячей прокатки, который называется подкатом.

Типовая схема технологии производства холоднокатаной листовой стали состоит из следующих групп технологических операций:

- подготовки исходного металла к прокатке, включающей удаление окали-ны и дефектов с поверхности и смягчающую термическую обработку исход-ного металла (подката);

- холодной прокатки;

- отделки холоднокатаной стали, включающей термическую обработку и травление холоднокатаного металла, дрессиров­ку, правку, поперечную и продольную резку, очистку и за­чистку поверхности металла, сортировку и упаковку готовой продукции.

Некоторые из этих операций могут исключаться: например, термичес-кая обработка горячекатаного металла, очистка поверхности холодноката-ного металла, операция травления при применении термической обработки в защитной атмосфере; а операции холодной прокатки, термической обработки и травления холоднокатаного металла могут повторяться.

В ряде случаев могут добавляться новые операции, связанные с особы-ми требованиями, вытекающими из государственных стандартов, технических условий или договоров с заказчиками. К по­следним можно отнести, напри-мер, технологические опера­ции, связанные с получением зеркального листа из коррозионностойких сталей, комплекс операций по нанесению оп­ределен-ного вида покрытий и др. Операция порезки металла (при рулонном спосо-бе производства) в старых цехах пред­шествует другим отделочным опера-циям, а в цехах современ­ной технологии, где установлены высокоскорост-ные непре­рывные отделочные агрегаты, она завершает технологический цикл.

Обязательной операцией в технологии производства холоднокатаных листов является подготовка исходного металла к прокатке. Так как по-верхность горячекатаных листов (подката) покрыта окалиной, возникает не-обходимость ее удаления для получения высоко­качественной поверхности хо-лоднокатаных листов. Успешное удаление окалины зависит от физико-хи-мического состава, толщины и от условий, в которых протекает процесс очистки окалины с поверхности горячекатаных листов.

Существуют кислотный и механический способы удаления окалины.

Травление горячекатаных углеродистых и многих легиро­ванных сталей производится в растворах серной или соляной кислот. Процесс травления стальной полосы основан на взаимодействии кислоты с оксидами. Наиболее быстро растворяется в кислотном растворе FeO (вюстит), значительно труд-нее Fe₃O₄ (магнетит) и Fe₂O₃ (гематит). Чем скорее будут разрушены Fe₃O₄ и Fe₂O₃, тем быстрее кислота проникает к более растворимому слою FeO. При травлении освобождение металла от окалины происходит также в резуль-тате выделения водорода, который, скапливаясь под слоем окалины, отрывает ее от металла.

В последние годы широкое распространение получает травление полосы в растворе соляной кислоты. Преимущества такого травления заклю-чаются в лучшем качестве поверхнос­ти после травления, уменьшении по-терь металла при травле­нии, снижении стоимости травления (соляная кис-лота дешев­ле серной), повышении интенсивности растворения окалины в 1,5 – 2 раза и, следовательно, производительности агрегатов травления в 1,5 – 2 раза. Также при травлении в соляной кислоте более редки перетравы и более дли-тельное сохране­ние травильного раствора.

После травления полоса промывается струями горячей воды под дав­лением. После промывки полоса проходит сушильное уст­ройство, где су-шится горячим воздухом.

К механическому способу относят дробеструйную и дробеметную обра-ботку, изгибание полосы вокруг роликов.

Сущность дробеструйной и дробеметной (имеющей преиму­щественное распространение) очистки состоит в обработке поверхности металла стальной или чугунной дробью размером 0,06 – 0,3 мм, подаваемой на металл с большой скоростью. При этом окалина удаляется, а поверхность становится ше­роховатой и получает некоторый наклеп. При изгибании полосы вокруг роликов окалина растрескивается и частично удаляется, причем во втором случае степень разрушения и удаления значительно выше.

Однако механическая зачистка не обеспечивает достаточ­но высокую

степень очистки и чистоту поверхности, и поэто­му ее применяют, главным образом, в сочетании с другими способами, наиболее распространенными в листопрокатных цехах.

Задачами холодной прокатки является получение листовой стали опреде-ленных геометрических размеров и качества ее поверхности и обеспечение не-обходимого уровня различных физико-механических свойств листового метал-ла.

Процесс холодной пластической деформации сопровождает­ся наклепом, который приводит к значительным изменениям физико-механических и струк-турных свойств металла.

Процесс многократного обжатия полосы на станах холод­ной прокатки листов приводит к значительному их разогреву и к необходимости прину-дительного охлаждения валков и по­лосы. Обычно охлаждающая среда является и технологической смазкой. В качестве технологических смазок для холод-ной прокат­ки используются минеральные и растительные масла, животные жиры и синтетические вещества в чистом виде или в ви­де эмульсий. Ми-неральные масла, получаемые в результате переработки нефти, обладают ста-бильными технологическими свойствами, низкими температурами застыва-ния, почти не образуют пятен при термообработке без обезжиривания и яв­ляются наиболее дешевыми продуктами.

Часто в минеральные масла вводят органические присад­ки, улучшаю-щие их смазочные характеристики и придающие им антикоррозионные и ан-типенные свойства.

Растительные масла и животные жиры обладают лучшими смазочными свойствами, высокой температурой вспышки, что создает возможность их при-менения при высоких скоростях прокатки. Однако они менее стабильны, соз-дают на поверх­ности металла значительный сажистый остаток при термооб­работке без предварительного обезжиривания, значительно дороже, чем ми-неральные масла.

Наиболее широко используются пальмовое, подсолнечное, хлопковое, касторовое, кориандровое и др. масла.

Заключительным технологическим этапом производства хо­лоднокатаных листов является их отделка. После холодной прокатки на поверхности ме-талла остаются масляные остат­ки, смешанные с частицами металлической пыли и окалины. Все это значительно ухудшает качество поверхности метал-ла. В цехах холодной прокатки для очистки поверхности ме­талла применяют различные способы, включающие механичес­кое удаление загрязнений, к ко-торым относятся смыв водой, сдув сжатым воздухом, обработка поверх-ности листов щетка­ми, а также химический, электрохимический, ультра-звуковой и электролитический методы очистки и применение моющих сма-зок.

Для снятия упрочнения, получаемого металлом при холодной прокатке, восстановления пластических свойств или придания других специальных свойств проводится термическая об­работка холоднокатаного металла.

Одной из важнейших операций тех­нологического процесса производ-ства холоднокатаных лис­тов является дрессировка. Она проводится для уп-рочнения поверхности отожженно­го металла с целью улучшения его после-дующей штампуемости, а также для правки металла и получения гладкой блес­тящей поверхности.

Дрессировка заключается в прокатке металла (в основном без техноло-гической смазки) с относительными обжатиями от 0,25 до 3,5 %.

Для резки полос на листы устанавливают два – три агрегата попереч-ной резки.

Особое значение среди отделочных операций придается правке холод-нокатаного металла. Правка холоднокатаных листов осуществляется на ро-

ликоправильных и правильно-растяжных машинах.

В целях защиты металла от повреждений в процессе тран­спортировки производят упаковку готового проката, тип ко­торой зависит от вида проката и заказа, способа и продол­жительности транспортировки и др.

Готовый холоднокатаный металл поставляется в пачках листов или в рулонах. Пачки листов обвязывают упаковочной лентой толщи­ной, на кото-рую навешивают бирку с основными данными отгружаемого металла. Для при­дания большей жесткости пачкам большой длины вместе с ними увя-зывают деревянные брусья в продольном и попереч­ном направлениях.

На некоторых заводах холоднокатаные листы перед увяз­кой оберты-вают одним или двумя слоями бумаги, которую промасливают или пропиты-вают парафином для предохранения листов от коррозии.

Обычно холоднокатаные рулоны перед упаковкой промасли­вают, затем увязывают одной полоской по периметру, обер­тывают бумагой сначала про-масленной, а потом 2 – 3-слойной водонепроницаемой. Обернутый рулон увязы-вают снаружи по периметру и высоте. Рулоны тонкого металла, жести и другого металла с покрытиями устанавливают на деревянные брусья при перевозках в горизонтальном положении или на деревянные поддоны при перевозках в вертикальном положе­нии и увязывают совместно с ними.

Рулоны узкой полосы обертывают промасленной и упако­вочной бумагой (каждый рулон), а также в ряде случаев мешковиной, после чего увязыва-ют, устанавливают на поддон и увязывают вместе с ним. При поставке крупными партиями часто из нескольких предварительно увязанных руло-нов делают стопу, ставят ее на поддон, обертывают промасленной водо-непроницаемой бумагой, а затем увязывают совместно с поддоном.

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются заводы с полным металлургическим циклом от пере-дельных?

2. Что такое профильный и марочный сортамент прокатной продукции?

3. Перечислите основные способы прокатки.

4. Что такое опережение и отставание при продольной прокатке?

5. Каковы основные деформационные и энергосиловые параметры процес-са продольной прокатки.

6. По каким признакам классифицируют прокатные станы?

7. Какое расположение клетей в прокатных станах является наиболее со-вершенным?

8. Какой вид проката производится с применением универсальных клетей?

9. Какие технологические схемы производства проката используются на металлургических комбинатах?

10. В чем заключается подготовка исходного металла к прокатке?

11. Какова основная цель нагрева металла перед прокаткой?

12. Какими нежелательными явлениями сопровождается нагрев металла?

13. Перечислите основные способы охлаждения проката.

14. Какое оборудование применяется для порезки проката на мерные длины?

15. Назовите отделочные операции, применяемые в прокатных цехах.

16. Какое оборудование применяют для правки проката?

Глава 3 Прессовое производство

Дата добавления: 2014-01-04