Какая классификация прокатного стана?

В металлургической промышленности широкого применяются различные металлические изделия. Многие детали производят в результате обработки сырья повышенным давлением после нагрева, для этого применяют прокатный станок.

Металлопрокатные станки — механические установки, предназначенные для создания металлических изделий при помощи деформирования сырья в валковых приспособлениях.

Особенности эксплуатации прокатных станков

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Предназначение

Оборудование позволяет изготавливать изделия различного типа:

  1. Сортового проката. К ним относятся прутки и полосы разной геометрической формы, а также фасонные детали, рессорные и ромбические.
  2. Профиль специального назначения. Металлические изделия в виде уголков, швеллеров, двутавров, а также комбинированные заготовки с меняющимся сечением.
  3. Прокат в форме тонкого листа до 4 мм, а также толстого листа более 4 мм.
  4. Трубный профиль с соединением при помощи сварки и бесшовных стыков.

Устройство и принцип работы

Прокатный пресс состоит из трех основных частей:

  1. Клеть рабочая. В конструкцию данных элементов входят прокатные валки, плиты установки, станина основания, а также проводка.
  2. Двигатели электрические для передачи движения рабочим элементам.
  3. Механизмы распределения и преобразования движения. Состоят из шпинделя, муфт и шестерней.

Агрегаты различаются по количеству клетей и размеров рабочих валков:

  1. Станки для толстого металла имеют в конструкции до двух рабочих отсеков с валками длиной от 3 м до 5,5 м. При этом дополнительно могут быть установлены вертикальные валки, которые служат для обработки боковых кромок.
  2. Широкополосное оборудование содержит до 15 клетей, валки имеют длину до 2,5 м.
  3. Универсальные прокатные прессы состоят из 5 отсеков, а длина валов до 1,5 м.

В промышленности выделяют три метода обработки металлического сырья до приобретения им необходимой геометрической формы:

  1. В первом случае на литейный агрегат устанавливают приспособление для проката, получают начальный контур детали до полной кристаллизации. Недостатком способа считают необходимость сохранения высокой температуры до окончания обработки, а также дополнительная точная обкатка.
  2. В результате проката через печи с температурой внутри камеры до 1350 С происходит самостоятельное сваривание краев. На выходе из оборудования получают готовый трубный профиль.
  3. Третий способ подразумевает изготовление деталей при температуре заготовки соответствующей окружающей среде. Для предотвращения брака, в агрегатах применяют большое количество валков, которые вращаются в противоположном направлении.

Технические характеристики

Прокатные станки имеют характеристики, которые отличают их от аналогов:

  • вид изготавливаемого профиля на определенной установке может быть трубный, сортовой, а также тонко- и толстолистовой;
  • диапазон толщины металла, предназначенного для проката— от 0,4 мм до 200 мм;
  • необходимое сырье для проката;
  • показатель производительности, от данного фактора зависит выбор станка перед покупкой, а также подготовка сырья;
  • количество рабочих клеток с валками для необходимого профиля;
  • диаметр рабочих валов для проката, а также их полезная длина;
  • номинальное напряжение — 220 В/ 380 В;
  • показатель мощности применяемого электродвигателя — от 2,2 кВт и выше;
  • размеры установки в сборе;
  • полная масса всего оборудования в комплексе;
  • наличие реверсирования в прокатном стане.

Разновидности

По количеству расположенных в рабочей клети валков и их размещению станки проката делятся на такие типы:

  • двухвалковые — в конструкции имеют парные механизмы для прессования, которые могут вращаться в разные стороны;
  • трехвалковые — содержат по три вала в каждой клети;
  • четырехвалковые — состоят из двух пар рабочих деталей;
  • многовалковые — имеют в конструкции от 4 и более валков, а в универсальных их используют в вертикальном положении, иногда их устанавливают в промежутках между горизонтальными;
  • валки, смонтированные под углом к поверхности металлической заготовки.

Прокатные прессы различают по расположению клетей:

  • оборудование с расположением рабочих механизмов в одну линию называют линейными;
  • в ступенчатых установках клети устанавливают в несколько линий параллельно основному потоку;
  • оборудование для непрерывного и полунепрерывного проката, с помощью таких станков в промышленности добиваются высокой производительности.

В зависимости от типа продукции, которую выпускают в процессе прессования заготовок установки делятся на такие разновидности:

  1. Обжимное оборудование. Позволяют изготавливать слитки из стали весом до 25 тонн. Из рабочих клетей выходит деталь квадратного или прямоугольного сечения.
  2. Станки непрерывного прессования для заготовительного материала. В результате эксплуатации таких механизмов дорабатывают плиты из стали в специальный профиль и листы.
  3. Рельсобалочные прокатывают блюмы в рельсы, швеллера и балки больших размеров. В промышленности применяют станы ступенчатого и последовательного вида.
  4. Сортовые станки используют для производства металлических деталей разного сорта.
  5. В процессе изготовления проволоки в цехе устанавливают проволочные станы, они делятся на ступенчатые, полунепрерывные и непрерывные.
  6. При помощи листопрокатного станка обрабатываются слябы. Применяются толстолистовые, широкополосовые, а также с моталками.
  7. Трубопрокатное оборудование производит бесшовные и сварные трубы. В процессе проката применяют два уровня обработки. Первоначально из круглого бруска производят пустотелую гильзу, далее из нее изготавливают трубу необходимого диаметра.

Принцип выбора

При покупке оборудования обращают внимание на следующее:

  1. Производительность выпуска готовой продукции, автоматизация процесса, надежность и качество профиля.
  2. Применение дополнительных установок, для обеспечения автоматического проката.
Читайте также:  Какой лучший фрезер для врезки замков?

Преимущества и недостатки

К достоинствам метода проката относят:

  • повышенную производительность;
  • широкий ассортимент готовой продукции;
  • использование программного управления для автоматизации процесса.

Среди отрицательных показателей стоит отметить:

  1. Использование прокатных станков требует затрат на сырье и электроэнергию, а также обслуживание оборудования.
  2. После проката необходима дополнительная обработка.
  3. Для прессования заготовки следует разогревать.

Производители и цена

На металлургических предприятиях применяют оборудование от зарубежных и отечественных производителей. Российские компании стараются не уступать иностранным конкурентам.

Цена прокатных станов зависит от изготовителя.  Стоимость начинается от нескольких тысяч и доходит до 5–6 миллионов рублей. На цену также влияют производительность, тип готового профиля, а также количество клетей и валков.

Эксплуатация

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования необходимо:

  • устанавливать автоматическую систему контроля за процессом проката;
  • перед запуском проверять исправность установки;
  • движущиеся части и механизмы следует ограждать;
  • проводить обслуживание подшипниковых соединений и роликов;
  • зоны подверженные действию высоких температур снабжать дополнительной вентиляцией.

Соблюдение требований безопасности при эксплуатации оборудования предупредит возможные травмы и несчастные случаи. В результате проката на исправных станках потребитель получает материал высокого качества.

Источник: https://metalloy.ru/stanki/prokatnye

Прокатный стан

Машина для обработки давлением металла и др. материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении — автоматическая система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции:

  • транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана,
  • передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому,
  • кантовку,
  • транспортирование металла после прокатки,
  • резку на части,
  • маркировку или клеймение,
  • правку,
  • упаковку,
  • передачу на склад готовой продукции и др.

Классификация и устройство прокатных станов

Главный признак, определяющий устройство — его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса.

По сортаменту продукции станы разделяют на:

  • заготовочные, в том числе станы для прокатки слябов и блюмов,
  • листовые и полосовые,
  • сортовые, в том числе балочные и проволочные,
  • трубопрокатные
  • деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т.д.).

По технологическому процессу делят на следующие группы:

  • литейно-прокатные (агрегаты),
  • обжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги,
  • реверсивные одноклетевые,
  • тандемы,
  • многоклетевые,
  • непрерывные,
  • холодной прокатки.

Основное оборудование прокатного стана

Размер прокатного стана, предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла — диаметром валков, а трубопрокатного стана — наружным диаметром прокатываемых труб.

Оборудование стана, служащее для деформации металла между вращающимися валками, называют основным, а для выполнения прочих операций — вспомогательным.

Основное оборудование состоит из одной или нескольких главных линий, в каждой из которых располагается 3 вида устройств :

  • рабочие клети (одна или несколько) — к ним относятся прокатные валки с подшипниками, станины, установочные механизмы, плитовины, проводки;
  • электродвигатели для вращения валков; передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам, состоящие большей частью из шестерённой клети, шпинделей и муфт.

Между шестерённой клетью и электродвигателем часто устанавливают ещё редуктор. Если каждый валок имеет свой электродвигатель, передаточные устройства состоят лишь из шпинделей. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками:

  • двухвалковые (дуо),
  • трёхвалковые (трио),
  • четырёхвалковые (кварто),
  • многовалковые.

Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, называемые эджерами. Станы, у которых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, называются универсальными.

Они служат для прокатки широких полос и двутавровых балок с широкими полками. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо — под углом подачи. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т.д.

Число и расположение рабочих клетей определяются его назначением, требуемым числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку станы подразделяются на 8 типов.

К одноклетевым станам относится большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб.

В случае, когда в одной рабочей клети не удаётся расположить необходимое число калибров или когда требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями. Наиболее совершенный многоклетевой стан — непрерывный, в котором металл одновременно прокатывается в нескольких клетях .

Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового металла, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей.

Скорости прокатки весьма различны и зависят главным образом от требуемой производительности, сортамента прокатываемой продукции и технологического процесса. У обжимных, заготовочных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки около 2—8 м/сек.

Наибольшие скорости характерны для непрерывных станов:

  • при прокатке сортового металла 10—20 м/сек;
  • полосового 25—35 м/сек;
  • проволоки 50—70 м/сек;
  • при холодной прокатке жести 40 м/сек.

Данные о производительности, мощности приводов и массе оборудования некоторых прокатных станов, получивших наибольшее распространение в СССР для производства горячекатаной стали.

Читайте также:  Возможно ли сделать трубогиб своими руками?

Виды и применение прокатных станов

Заготовочные станы строятся двух типов в зависимости от исходного материала — слитков, отлитых в изложницах, или непрерывно-литых заготовок.

В первом случае заготовочный стан одновременно является также обжимным станом. Типичные представители таких станов — слябинг, когда требуется плоская заготовка крупных сечений (слябы), и блюминг с установленным за ним собственно заготовочным непрерывным станом, если требуется прокатывать заготовку для сортовых или трубопрокатных станов.

За последней клетью этих станов находятся летучие ножницы для разрезки заготовки на куски требуемой длины или пилы и стеллажи для разрезки, охлаждения и осмотра заготовки. При использовании непрерывно-литой заготовки заготовочный стан устанавливается рядом с машиной для непрерывного литья в целях использования тепла неостывшего металла.

Некоторые заготовочные станы выполнены так, чтобы литая заготовка поступала из кристаллизатора в валки непрерывного стана без разрезки, т. е. в этом случае осуществляется прокатка заготовки бесконечной длины и деление её на куски требуемой длины летучими ножницами или пилами при выходе из валков стана.

Листовые и полосовые станы горячей прокатки предназначены для получения плит толщиной 50—350 мм, листов толщиной 3—50 мм и полос (сматываемых в рулоны) толщиной 1,2—20 мм.

Толстолистовые станы обычно состоят из 1—2 клетей дуо и кварто с длиной бочки валков 3500—5500 мм, иногда с установленными перед ними дополнительными клетями, имеющими вертикальные валки для обжатия боковых кромок. Для прокатки полос наибольшее применение получили широкополосовые непрерывные или полунепрерывные станы, состоящие из 10—15 клетей кварто с длиной бочки валков 1500—2500 мм и нескольких клетей с вертикальными валками.

Весь прокатываемый материал сматывается в рулоны по 15—50 т. Эти станы значительно более производительны, чем толстолистовые, поэтому они используются также и для прокатки толстых листов (4—20 мм),которые изготовляются путём разматывания рулонов и их последующей разрезки.

Со стороны выхода прокатанного металла из валков устанавливаются выходные рольганги и большое количество др. вспомогательного оборудования для последующей обработки проката и его транспортирования:

  • у толстолистовых станов — правильные машины, ножницы, печи для термической обработки и т.д.,
  • у широкополосовых станов — моталки для сматывания полос в рулоны, конвейер для транспортирования рулонов и оборудование для разматывания рулонов, их правки и разрезки на карточки (листы).

Сортовые станы весьма разнообразны по своей характеристике и расположению оборудования.

Основные типы:

  • универсальные станы для прокатки широкополочных балок, состоящие обычно из 3 или 5 клетей, расположенных последовательно одна за другой, из которых 2 или 3 клети универсальные, с горизонтальными валками диаметром около 1350мм,а 1 или 2 — дуо, с валками диаметром около 800 мм;
  • рельсо-балочные станы ступенчатого типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 800 мм;
  • крупносортные станы ступенчатого и полунепрерывного типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 650 мм;
  • среднесортные станы ступенчатого типа в 2 или 3 линии, полунепрерывные и непрерывные; мелкосортные станы, большей частью непрерывные или полунепрерывные;
  • узкополосовые станы непрерывные; проволочные станы непрерывные.

Литейно-прокатные — для производства проволоки из алюминиевых и медных сплавов наиболее эффективны, в которых осуществляется непрерывный процесс получения проволоки из жидкого металла.

Вначале происходит кристаллизация бесконечного слитка между ободом вращающегося колеса и обтягивающей его стальной лентой, а затем прокатка его на непрерывном стане. Производительность стана 5—8 т/ч.

Сортовые станы и листовые, имеют разнообразное вспомогательное оборудование, установленное по движению потока прокатываемого металла и выполняющее в общем ритме, без участия ручного труда, все вспомогательные технологические и транспортные операции, начиная с выдачи со склада исходной заготовки и кончая передачей проката на склад готовой продукции.

Трубопрокатные агрегаты  состоят обычно из 3 станов. Первый стан производит прошивку отверстия в заготовке или слитке методом винтовой прокатки, второй служит для вытяжки прошитой заготовки в трубу и третий — для калибровки (редуцирования), т. е. уменьшения диаметра прокатанной трубы.

Конструкция трубопрокатных агрегатов определяется главным образом выбранным технологическим процессом второго стана, т. е. вытяжного. Наиболее производительным является непрерывный стан; находят применение также станы дуо, работающие на короткой оправке, пилигримовые и трёхвалковые винтовой прокатки.

Станы холодной прокатки стали и цветных металлов изготовляются следующих типов:

  • листовые — для штучной прокатки;
  • листовые широкополосовые — для рулонной прокатки;
  • ленто-прокатные — для прокатки ленты толщиной от 1 мкм до 4 мм и шириной от 20 до 600 мм, сматываемой после прокатки в бунты или рулоны;
  • фольгопрокатные — для прокатки полосы толщиной менее 0,1 мм;
  • плющильные — для обжатия проволоки в узкую ленту; станы для холодной прокатки труб.

При рулонной прокатке полос с обеих сторон рабочей клети устанавливаются намоточно-натяжные барабаны — моталки, которые служат для разматывания рулонов перед подачей металла в валки и сматывания при выходе из валков.

Читайте также:  Что нужно для обработки отверстий?

Наиболее производительные листовые станы — непрерывные; они также выгоднее в отношении использования моталок и др. вспомогательного оборудования. Моталки у непрерывных станов располагаются только сзади, а спереди находятся механизмы для подачи рулонов, разматывания их и направления металла в валки первой рабочей клети.

Деталепрокатные станы работают в основном на принципе поперечной и винтовой прокатки и служат для производства точных заготовок деталей машиностроения — круглых периодических валов, шаров, винтов, ребристых труб, зубчатых колёс, а также инструмента — червячных фрез, свёрл и др. Эти станы разнообразны по конструкции и характеризуются высокой степенью механизации и автоматизации.

Оборудование прокатных станов

Конструкция основных деталей и механизмов, несмотря на их различное назначение и многообразие, во многих случаях одинакова. Главные элементы рабочей клети — валки прокатные, подшипниковые узлы, механизмы для установки валков, станина, шпиндели, муфты и проводки.

Подшипники прокатных валков работают при очень больших нагрузках, доходящих на некоторых станах до 30—60 Мн (3000—6000 тс) на валок. Возможные габариты их ограничиваются диаметром валков. Подшипники (качения или жидкостного трения) устанавливаются в массивных корпусах, называются подушками, которые располагаются в проёмах станины.

Станина рабочей клети воспринимает все усилия, возникающие при прокатке металла, и поэтому выполняется массивной — до 60—120 т и более. Материал станины — стальное литьё с 0,25—0,35% С. Станина устанавливается на фундаментных стальных плитах (плитовинах), которые прикрепляются болтами к бетонному или железобетонному фундаменту.

Для сортовых станов получают распространение предварительно напряжённые рабочие клети, в которых повышение жёсткости достигается не увеличением массивности станины, а с помощью специальных стяжных механизмов.

Передача вращения прокатным валкам производится посредством универсальных шпинделей с шарнирами Гука.

Вспомогательное оборудование стана предназначено:

  • для подачи металла от нагревательных устройств к приёмному рольгангу стана (слитковозы),
  • поворота слитка на рольганге (поворотные устройства),
  • транспортирования металла в соответствии с технологическим процессом (рольганги или транспортёры),
  • перемещения металла вдоль валка для подачи его в соответствующий калибр (манипуляторы),
  • поворота металла относительно его продольной оси (кантователи),
  • охлаждения металла (холодильники),
  • травления металла (травильные установки),
  • разматывания рулонов (разматыватели),
  • сматывания полосы в рулон или проволоки в бунт (моталки),
  • резки металла (ножницы и пилы),
  • а также для отделки металла:
  1. правки (правильные машины и прессы),
  2. дрессировки,
  3. клеймения,
  4. укладки,
  5. промасливания,
  6. упаковки и т.д.

Электрооборудование  характеризуется большими мощностями и размерами главных приводов (мощность одного электродвигателя доходит до 6—7 Мвт и более, а общая мощность — до 200—300 Мвт), сложностью систем управления электроприводами, вызываемой главным образом необходимостью автоматического регулирования в широких пределах скорости большинства машин.

Смазочное оборудование стана обеспечивает бесперебойную автоматическую подачу смазки ко всем трущимся деталям механизмов, а в станах для прокатки цветных металлов и холодной прокатки стали — также подачу технологической смазки к рабочей поверхности прокатных валков. Смазочные системы обычно располагаются в специальных подвалах.

Автоматика крупных станов состоит из ряда объединённых локальных систем для управления всем ходом технологического процесса, начиная от подачи исходного материала на склад и со склада и кончая поступлением проката на склад готовой продукции и погрузкой его в вагоны.

Каждая локальная система имеет многочисленные и разнообразные приборы-датчики, собирающие и передающие информацию о ходе технологического процесса, в том числе о температуре металла, давлении металла на валки, параметрах обрабатываемого материала, в частности о размерах прокатываемого профиля, его положении и характере перемещения.

Вся эта информация поступает в вычислительные машины локальных систем, где перерабатывается, после чего выдаются команды для управления машинами и механизмами, относящимися к данной локальной системе, а также информация общей вычислительной машине, объединяющей локальные системы, для соответствующей корректировки работы машин и механизмов др.

участков, управляемых остальными локальными системами. Одна из главных задач автоматизации (и экономически наиболее выгодная) — автоматизация регулирования размеров прокатываемого профиля, осуществляемая путём соответствующего автоматического изменения междувалкового пространства на основании показаний непрерывно действующего измерителя размеров профиля.

Благодаря этому резко повышается точность размеров профиля, в связи с чем снижается поле допусков, повышается качество металла, снижаются удельные расходы металла. Особенно большой эффект достигается при производстве тонколистовой продукции.

Успешное решение этой задачи стало возможным благодаря использованию вычислительной техники, т.к. обычные адаптивные системы (самоприспосабливающиеся системы) вследствие высоких скоростей прокатки (около 30—40 м/сек) не обеспечивают своевременную корректировку междувалкового пространства.

Большой экономический эффект даёт также автоматизация контроля качества готового проката и нанесения защитных покрытий. Прокатный стан в связи с непрерывностью процесса и выпуском однотипной продукции в больших количествах имеют все необходимые предпосылки, чтобы быть одними из первых полностью автоматизированных промышленных объектов.

Источник: http://www.ec-marketing.ru/produkciya/prokatnoe-oborudovanie/prokatniy-stan/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector