СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПРОКАТКИ КРУПНЫХ И СРЕДНИХ ПРОФИЛЕЙ, А ТАКЖЕ ПРУТКОВ И КАТАНКИ

Современные технологии для производства удлиненных изделий описываются следующими основными позициями: низкими капитальными затратами для прокатных станов небольшой мощности; невысокой ценой производства для прокатных станов небольшой мощности; надежностью оборудования; надежностью новых технологий; полной обработкой металла в одной линии для максимальной экономической эффективности; правильно выбранными торговыми решениями в соответствии с требованиями покупателя.

Тогда как прежде требовались прокатные станы большой мощности, теперь наблюдается устойчивая тенденция к уменьшению мощности данного оборудования, обслуживающего определенный рыночный спрос. Тем не менее стоимость как в капиталовложении, так и в производстве за 1т прокатанной продувки должна быть, по крайней мере, не выше, а предпочтительно ниже, чем для прокатных станов большой мощности. ческой линии развивается с включением ограниченной финишной обработки продукта.

Задача данной статьи — дать отчет по целому ряду длинномерных изделий, но только по их основным свойствам (более детально можно ознакомиться в специальных статьях).

Прокатный стан для крупных профилей, построенный нашей компанией для Максхутте (Германия), представлен на рис. 1. Особенностями данного стана являются производительность 770000 т/г; печь толкающего типа для подогрева на 180 т/ч; широкий сортамент проката, включая балки, рельсы и т.д.; правка проката (по всей длине) в технологической цепочке по всей длине стана холодильника; холодная разрезка, на окончательную длину; штабелирование и намотка.

Сама линия прокатного стана включает один реверсивный черновой прокатный стан, клеть В; одну среднюю группу стантандем, клети Ul, El, U2; одну группу чистовой прокатки, клети Е2, UF.

За эту задачу серьезно принялась наша компания. Особенно в области крупных и средних профилей прокатные станы малой мощности были не очень экономичны в прошлом. Однако разработанные новые технологии способствуют решению поставленных требований. В прокатных станах для получения прутка и катанки можно легко регулировать производительность как в сторону увеличения, так и уменьшения по требованию рынка. Здесь и далее производство проката в одной технологи центральной линии печи до начала охлаждающего устройства 195 м.

Прокатный стан начал действовать в июле 1984 г. и остается действующей единицей (оборудования) производства по сегодняшний день.

Задача заключалась в разрабатывании нового, еще более экономичного производственного оборудования и привела к внедрению так называемых Х/Н станов для производства широко и узкополочных двутавровых балок.

Альтернативы. Все заводские проекты, как показано выше, были основаны в целом на такой же программе прокатки, но различались по производительности в тоннах на год. Данная программа прокатки основывается на подаче прямоугольных блюмов различных размеров. В случае с Максхутте имеется 10 различных размеров блюмов, причем максимальный приблизительно 500x275 мм, минимальный 200x120 мм. Этот ряд размеров может показаться большим, но принимая во внимание тот факт, что данный прокатный стан может производить около 70 различных видов форм и размеров проката, масса которого варьируется от 11 до 152 кг/м. Такое разнообразие входных размеров необходимо до тех пор, пока не будет установлен второй дополнительный стан для прокатки блюмов.

С другой стороны, все заводы могут расширить свой диапазон размеров при помощи введения штабелера заготовок. Рассматривая подходящие заготовки балок, станы могут производить их ~до 600 мм по высоте ребра и ~до 300 мм ширины фланца. Это может быть сделано без больших изменений в оборудовании прокатного стана.

Прокатные станы для средних профилей. Подобно прокатным станам для крупных профилей высокая производительность станов для средних профилей хорошо известна в промышленности. Одним из самых экономичных был изготовлен в Чапаррел Стил (США). На рис. 5 показано расположение и широкие возможности этого прокатного стана, Прежняя проектная производительность 550000 т/год, в настоящее время его прозводительность без каких либо изменений первоначального оборудования достигла приблизительно 800000 т/год.

На стадии проектирования было тесное сотрудничество с потребителем для того, чтобы обеспечить его специально разработанным прокатным станом при минимальных капиталовложениях, но с высоким качестБом. Особенностями данного проката являются: печь с толкателем на всад 145 т/ч; непрерывная прокатка в 16 клетях, что обеспечивает также высокую производительность для небольших профилей; прокатка больших партий и, следовательно, благоприятное отношение фактического времени прокатки ко времени работы цеха; ограничение по окончательной длине продукта, кратной 0,6 м. Поэтому возможен подбор массы блюма кратно длине охлаждающего устройства, которая в свою очередь кратна конечной длине продукта; многовалковая правка по длине на охлаждающем устройстве осуществляет только одна правильная машина. Это дает возможность применить относительно низкие скорости прокатки и избежать установки дорогостоящего оборудования; вновь разработанный высокопроизводительный автоматический штабелеукладчик с блокировкой укладваемых балок, швеллеров и угловых профилей.

Прокатный стан для профилей средних размеров также может быть очень экономичным для производства 200000—250000 т/год на первом этапе (рис. 6). Как показано, предполагается прокатный стан полунепрерывного действия. Стан может прокатывать даже очень тонкостенные профили, включающие легковесные универсальные балки. Увеличение производительности так же, как и диапазона выпускаемой продукции, возможно на более позднем этапе без остановки производства. Стоимость капиталовложения на 1 т продукции может быть снижена при помощи совмещения производительности и максимального размера прокатываемых профилей. Вообще говоря, максимальный размер, который можно прокатать, зависит от количества клетей. Более крупные профили требуют большего числа проходов. Однако общее число проходов задается максимальным их числом, возмодном на реверсивном прокатном стане (7 или 9), дополненном чистовыми клетями. Может увеличиваться не только производительность, но и размер прокатываемых профилей на второй стадии. Некоторые из основных особенностей чистовых прокатных клетей для средних профилей, представленных на рис. 6, и их значения кратко описаны ниже: сочетание универсальных и горизонтальных клетей прокатных станов содержит преимущества всех типов профилей в одних и тех же клетях; четырехкривошипные ножницы, установленные за последней клетью для разрезки проката на столе холодильника, дают возможность изготовить прокат наибольшей длины; холодильник стана наклонного типа, оснащенный правильным устройством, ускоренным охлаждением и амортизационной ситемой; устройство правки в валках по всей длине холодильника. В настоящее время устанавливаются многоканальные правильные устройства, которые впервые применили на прокатном стане для средних профилей в Чапаррел Стил; пила для резки в холодном состоянии, используемая предпочтительно для разрезки профилей на мерные длины. Для прокатных станов небольшой производительности достаточно одной пыли, тогда как станы с высокой производительностью имеют до 6 пил. Чапар релстан имееет 2 пилы; для данного типа прокатных станов требуется полностью автоматизированный укладчик. В Чапаррел Стил укладывание производится в штабель. Достигаются хорошие результаты в производительности даже при пользовании только одним штабелером; намотка катанки может быть произведена полностью автоматически или полуавтоматически.

Ведутся дополнительные разработки с целью дальнейшего снижения стоимости капиталовложений и производства.

Сорговой стан. Существует ряд различных типов сортовых прокатных станов для совершенно различного применения. В зависимости от диапазона производимых изделий и производительности как их планировка, так и оснащение, могут варьироваться в широких пределах (рис. 7). Показаны 5 основных видов сортовых станов и ряд возможных изделий. Какое разнообразие изделий может быть выбрано — это вопрос рыночного спроса к цене требуемого для установки и наладки дополнительного оборудования. Ниже описаны типичные представители сортовых станов. Далее будет показано, что практически каждый из этих станов может быть приспособлен к производству катанки.

В Жлобине (Беларусь) работает высокопроизводительный прокатный стан, т.е. комбинированный стан для прутков и катанки. Производительность стана 500000 т/год. Он на начальной стадии оснащен многоканальным устройством правки проката по всей длине стола холодильника. Запуск и работа данного стана была очень успешной. Другие особенности его схожи со станом из Брисбана. Он настроен вы высокую производительность, включает установку черновой клети (обжимного стана) с многоручьевой клетью. Нагревательная печь имеет производительность 170 т/ч.

Нашей компанией была также произведена разработка правки проката в технологической цепочке и разрезка летучими ножницами. Такая система в связке с высокоскоростным автоматическим штабелером также является одной из возможностей. С этой точки зрения можно сказать, что изменения системы для получения смешанного продукта требуют тесного сотрудничества между заказчиком и производителем прокатного стана в решении выгодных и невыгодных изменений в системе.

Возможности температурнорегулируемой прокатки следующие: повышение механических свойств (термоме хаиическая прокатка); экономия стоимости последующего процесса термообработки (нормализация в процессе прокатки и закалки на аустенит); установка контролируемого температурного диапазона по всей линии прокатки (влияние температуры по линии прокатки) (рис. 8).

Необходимо добавить, что стойкость калибра этой системы очень велика. Например, применяя прокатные валки из легированной стали была достигнута стойкость калибра до 2000 т при производстве проката диаметром 32 мм. При помощи этой двухвалковой системы не только арматурные сг&ржни, но и все виды профилей, которые могут быть произведены стандартно на двухвалковых станах» также могут быть прокатаны с большими допусками при помощи применения системы ВТП. Кроме установки для "Вон Моос", имеется также действующая установка для специальных профилей на стане в Польше.

Ниже суммированы основные особенности ВТП; допуск первого прутка в узком пределе; допуск общей длины прутка в узких пределах (практически ни один пруток не выходит из допуска); большая стойкость калибров при эксплуатации; большая гибкость прокатного стана; увеличение производительности стана; свободный выбор режимов прокатки; небольшая производственная площадь.

Цель нашей компании — обеспечение наши> покупателей набором ноухау. Поэтому исследования и разработки производятся очень серьезно. Большинство технологий, описанных выше, были первоначально разработаны нашей компанией, и этой стратегии мы будем при держиваеться и в будущем.

Основываясь на этих исследованиях и разработках и на тесном сотрудничестве с нашими заказчиками, мы можем также обеспечить наших клиентов действующим ноухау для снабжения прокатных станов.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 4, Москва 1994