ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАН 5000
Стан 5000 предназначен для производства 1500 тыс. т в год листов (10—50)х(2000—4600)х х<18500 мм. Основная часть готовой продукции стана предназначена для производства труб большого диаметра. Предусматривается выпуск товарной продукции в термообработанном виде (465 тыс. т/год).
Технические решения по толстолистовому стану приняты с учетом:
2. высокого качества выпускаемой продукции, используемой у потребителя без дополнительного контроля и отделки;3. максимального сокращения капитальных затрат при наилучших техникоэкономических показателях с одновременным обеспечением наиболее современных технологических схем производства и отделки продукции и передового оборудования с полной механизацией и автоматизацией производственных операций;
4. полной поточности технологического процесса, позволяющей ускорить производственный цикл обработки продукции;
5. дальнейшего развития стана и отдельных его технологических участков в зависимости от конъюнктуры рынка;
6. поэтапного строительства стана;
7. производства достаточно широкого сортамента продукции по толщине, ширине и назначению;
8. выпуска готовой продукции по контролируемому режиму, нормализованной и закаленной с отпуском.
Отделка прокатанных полос, включающая горячую и холодную правку, клеймение, охлаждение, обрезку кромок и резку на мерные длины, контроль размеров листов, дефектоскопию внутренних дефектов, маркировку, двухсторонний инспекционный осмотр и выборочную зачистку дефектов, отбор проб, взвешивание и укладку листов в карманы, осуществляется в технологическом потоке.
Нормализация листов проводится в потоке стана, закалка и отпуск — в потоке и вне его. Разделка листов на ширину < 4600 мм — на отдельно стояших ножницах продольной резки.
Стан размешается в многопролетном здании длиной 660, шириной 192 м, площадью застройки 142272 м2. Планировочные решения по стану позволяют организовать производство листов толщиной 5—9 мм, листов и плит толщиной >50 мм.
Технологическая схема производства толстого листа приведена на рис. 13.3.
9. Сортамент и программа производства Стан 5000 предназначен для производства горячекатаного толстого листа для трубоэлектросварочного цеха и товарного листа длиной соответственно 18,5 м и 6—18 м (табл. 13.3). На стане предусматривается прокатка листов из углеродистых, конструкционных, низколегированных, легированных и специальных сталей. Стан может выпускать готовую продукцию по контролируемым режимам прокатки, нормализованную и закаленную с отпуском. Механические свойства готовых листов: временное сопротивление ов < 1,2, предел текучести от < 1 ГПа.
10. Баланс металла и исходная заготовка
Баланс металла на полное развитие, тыс. т: литые слябы — 1650,0; готовая продукция — 1500,0; обрезь — 117,0; угар — 33,0.
В качестве исходной заготовки для производства толстых листов используются литые слябы толщиной 150—350 мм, шириной 2700 мм, длиной 3400—4800 мм, массой 14,3—35,6 т.
11. Технологическая схема производства
Предусматриваются: прокатка по контролируемому режиму, обычная прокатка с последующей нормализацией, закалка с прокатного нагрева, замедленное охлаждение раскатов в стопах, обычная прокатка с последующей закалкой и отпуском вне потока.
Литые слябы из отделения непрерывной разливки стали поступают на стан в режиме горячего или холодного посада. При холодном посаде литые слябы из ОНРС передаточным шлеппером направляются на разгрузочныезагрузочные устройства с весами и далее на склад слябов, где поплавочно укладываются в штабели; со склада электромостовыми кранами слябы подаются на загрузочные устройства нагревательных печей. При горячем посаде слябы по загрузочному рольгангу направляются непосредственно в нагревательные печи.
Технологические операции производства проката на участке рабочих клетей стана включают:
12. нагрев слябов до 1150—1250 °С в двухрядных печах с шагающими балками. При необходимости бракованные слябы могут убираться на склад слябов при помощи устройства возврата;13. гидросбив окалины;
14. прокатку сляба в черновой клети кварто до заданной ширины готового листа с учетом обрезки кромок. Температура начала прокатки > 980 °С. Обжатие > 15 % за проход;
15. в случае прокатки листов по «контролируемому режиму» — контролируемое охлаждение на воздухе со скоростью 0,51 °С/с на специальных устройствах;
16. прокатку раскатов (при 3,5—4кратной тол шине подката) до конечных размеров в чистовой клети кварто. Температура начала прокатки 740 850 °С. Относительное обжатие > 15 %;
17. при необходимости охлаждение раската в душирующей установке со скоростью 10—20 °С/с до 450550 °С;
18. обрезку концов раската на ножницах с механизированной уборкой обрези транспортером в скрапной пролет;
19. правку раскатов на правильной машине горячей правки;
20. клеймение горячего раската. Дальнейшая отделка готовой продукции производится по одной из следующих технологических схем.
А. Отделка листов, прошедших прокатку по «контролируемому режиму» и не требующих термообработки:
21. охлаждение раскатов на холодильнике;
22. правка раскатов в зависимости от толщины на одной из правильных машин холодной правки;
23. передача раскатов на две линии отделки;
24. обрезка боковых кромок раската на ножницах с механизированной уборкой обрези в скрапной пролет;
25. резка раскатов на мерные длины на ножницах с механизированной уборкой обрези в скрапной пролет;
26. контроль геометрических размеров листов;
27. маркировка листов;
28. проверка внутренних дефектов листов;
29. осмотр поверхности листов на инспекционных стеллажах с кантовкой и разметкой дефектных мест;
30. двухсторонняя зачистка дефектов листов;
31. вырезка и подготовка проб;
32. укладка готовых листов в карманы с автоматическим взвешиванием;
33. уборка листов на склад готовой продукции;
34. отбракованные листы поступают на линию вырезки дефектов на ножницах и собираются в специальный карман для некондиции.
При необходимости получения листов шириной менее 4600 мм листы со склада готовой продукции подаются на роспускные ножницы продольной резки.
Б. Производство листов, требующих нормализации в роликовой термической печи:35. передача полос шлеппером в роликовую термическую печь;
36. подогрев полос до 980 °С;
37. выдержка 2—3 мин;
38. водовоздушное охлаждение листа;
39. далее последовательность технологических операций та же, что и по схеме А.
В. Производство листов с закалкой с прокатного нагрева и отпуском:
40. передача раската за чистовой клетью кварто передаточным шлеппером к роликовой закалочной машине;
41. закалка в роликовой закалочной машине со скоростью 30—50 °С/с до 200 °С;
42. отпуск в роликовой отпускной печи с 600 °С;
43. передача раската передаточным шлеппером на подводящий рольганг холодильника;
44. далее последовательность технологических операций та же, что и по схеме А.
Г. Производство листов, требующих замедленного охлаждения на воздухе в стопах:
45. передача раската за клеймителем передаточным шлеппером и электромостовым краном на склад отделения нормализации;
46. укладка раската в стопы и замедленное (< 48 ч) охлаждение на воздухе от 400—600 °С до 100 °С;
47. передача раската на передаточный шлеппер и его транспортировка через холодильник к линиям отделки;
48. далее последовательность технологических операций та же, что и по схеме А.
Д. Производство листов, требующих закалку с отпуском в роликовых термических печах вне потока стана:
49. передача раскатов после охлаждения на холодильниках на разгрузочное устройство;
50. уборка раскатов электромостовым краном на промежуточный склад перед термообработкой;
51. передача раскатов электромостовым краном на загрузочное устройство роликовой печи для нагрева под закалку;
52. нагрев до 980 °С;
53. выдержка 2—3 мин;
54. закалка полос в роликовой закалочной машине до 80 °С;
55. передача полос шлеппером к печи для отпуска;
56. нагрев полос до температуры отпуска 500— 700 °С;
57. далее последовательность технологических операций та же, что и по схеме А.
В дальнейшем при необходимости при установке необходимого дрполнительного оборудования возможно организовать производство 5—9мм листов из катаных слябов толщиной 70—140 мм, получаемых путем предварительной прокатки литых слябов на черновой клети с последующим нагревом и прокаткой; листов и плит толщиной более 50 мм (рис. 13.3).
58. Состав прокатного цеха и очередность строительства
Прокатный цех с толстолистовым станом 5000 включает: склад литых слябов; собственно толстолистовой стан с нагревательными печами, двумя рабочими клетями «кварто», холодильниками и поточным оборудованием для отделки и уборки листа; отделение нормализации; отделение закалки и отпуска; склад листов перед термообработкой; склад готовой продукции; скрапной пролет; электромашинный зал; пролет электротехнических и вспомогательных сооружений; мастерские (вальцетокарная, подшипниковая, ремонтная); вспомогательные участки.
Для сооружения прокатного цеха с толстолистовым станом 5000 потребуется оборудование: механическое, электрическое, подъемнотранспортное, печное, станочное, отопления и вентиляции, энергетическое, водоснабжения, контрольноизмерительных приборов и автоматики, связи и сигнализации, пожаротушения, промте левидения и пр.
Окалина изпод оборудования смывается водой в яму для окалины в скрапном пролете. Об резь, образующаяся при горячей и холодной порезке раскатов, транспортерами передается в скрапной пролет для вывоза из цеха. Необходимые работы, связанные с обработкой валков, их подшипников, а также ремонтным обслуживанием оборудования, производятся в вальцетокарной, подшипниковой и ремонтной мастерских.
Предусмотрена автоматическая система управления технологическим процессом в потоке стана. Основное управление оборудованием стана осуществляется с постов управления, а локальное — с дополнительных рабочих мест.
59. Состав и краткая характеристика основного оборудования стана
В пролетах склада литых слябов размещаются разгрузочнозагрузочные устройства с весами для слябов, загрузочный рольганг для подачи слябов в нагревательные печи, а также склад валков и передаточная тележка для передачи валков в вальцетокарную мастерскую. Нагревательные печи приняты с шагающими балками. В печах такого типа обеспечивается минимальное время нагрева слябов, что приводит к минимальной потере металла в окалину при нагреве. Кроме того, обеспечивается равномерный нагрев слябов, что позволяет иметь стабильную температуру по сечению
и длине сляба. Печная окалина сбивается водой под давлением 15 МПа (перед черновой клетью и в процессе прокатки).
Для прокатки листов устанавливаются черновая и чистовая клети «кварто» с диаметром опорных валков 2400 мм, рабочих 1180 мм, длиной бочки 5000 мм. Максимальная скорость прокатки 5 м/с. Для обеспечения минимальной разно толщинности по ширине листа в чистовой клети предусмотрен противоизгиб рабочих валков.
Для выпуска листов по контролируемому режиму с повышенными механическими свойствами и улучшенной структурой перед клетями предусмотрены обводные линии рольгангов для контролируемого охлаждения раската в процессе прокатки. За чистовой клетью устанавливается оборудование для ускоренного охлаждения раскатов, а также линия для закалки раската с прокатного нагрева в составе роликовой закалочной машины и роликовой печи для отпуска. Для обрезки концов раскатов и деления раската на две части (при необходимости) устанавливаются ножницы поперечной резки. Горячая правка раската осуществляется на одной роликоправильной машине, охлаждение листов — на двух холодильниках шагающего типа.
Нормализация листов с прокатного нагрева проводится в нормализационной печи. Для термической обработки товарных листов вне потока стана устанавливают печь для нагрева листов длиной 18 м под закалку, роликозакалочную машину и роликовую печь для отпуска листов после закалки с последующей передачей термообработанных листов на линию отделки. Отделка прокатанных полос осуществляется в технологическом потоке стана на двух линиях с установкой двух роликоправильных машин для холодной правки, кромкообрезных ножниц, ножниц поперечной резки для порезки на длину 18,5 м и менее, приборов контроля геометрических размеров, маркировщиков для механизированной маркировки. Внутренние дефекты контролируют на ультразвуковых установках, визуальный контроль
60. на на двух инспекционных стеллажах с кантовкой листов, выборочная зачистка — также на двух стеллажах с кантовкой листов. На отводящем рольганге за стеллажами устанавливаются ножницы для вырезки проб.
Готовые листы в пачках хранятся на складе готовой продукции, где установлены пакетировщики для укладки листов в пачки со взвешиванием и автоматической регистрацией массы. На складе также разделывают листы на ширину до 4600 мм на отдельно стоящих ножницах продольной резки, а также вырезают дефектные места ножницами поперечной резки. Подают листы в трубоэлектросварочный цех со склада передаточной тележкой. Товарные листы со склада готовой продукции вывозят железнодорожным транспортом.
Общая масса механического оборудования включает оборудование систем смазки, сжатого воздуха и гидравлики, а также относящиеся к оборудованию ограждения, переходные мостики, плитный настил, перекрытия каналов, анкерные, сменные и запасные части.
В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002
