Главная › Новости

Прокатный стан

Опубликовано: 05.10.2018

Оборудование , на котором прокатывается металл , называется прокатным станом . Одна из схем прокатного стана (без вспомогательных машин и механизмов) приведена на рис. 117, а. Прокатные валки 6 монтируются в подшипниках, находящихся в стойках станины. Комплект валков вместе со станиной 7 называется рабочей клетью. Рабочие валки 6 получают вращение от двигателя 1 через редуктор 2 (имеющий маховик 3), передающий вращательное движение через шестеренную клеть 4 и шпиндели 5. Если стан состоит из нескольких рабочих клетей 7, 9, 10, то движение от шестеренной клетки 4 через рабочие валки 6 с помощью шпинделей 8 будет передаваться на рабочие валки клетей 9 и 10.

К прокатному стану относятся также вспомогательные машины и механизмы, выполняющие подсобные операции по резке, отделке и транспортировке прокатываемого металла. На рис. 117, б приведен общий вид обжимного стана. Прокатные станы классифицируются по трем основным признакам: числу и расположению валков в каждой рабочей клети, взаимному расположению рабочих клетей, роду выпускаемой продукции.

Рис.117. Прокатный стан и обжимной стан: а-схема прокатного стана; б-общий вид обжимного стана; 1-слитковоз; 2-поворотный стол; 3-рольганг; 4-пост управления; 5-манипуляторы; 6-рабочая клеть; 7-шестеренчатая клеть; 8-двигатель; 9-рольганг

По первому признаку различают следующие группы станов: дуо-станы — с двумя валками в каждой клети ( рис. 118, а ), имеющие либо постоянное направление вращения (нереверсивные станы), либо направление вращения, которое можно менять и, следовательно, пропускать обрабатываемый металл в обе стороны (реверсивные станы); трио-станы — с тремя валками в каждой рабочей клети ( рис. 118, б ); двойные дуо-станы ( рис. 118, в ) — с двумя парами валков в клети; многовалковые станы — с четырьмя, с шестью и более валками ( рис. 118, г ); универсальные станы, имеющие не только горизонтальные, но и вертикальные валки ( рис. 118, д ); станы с косо расположенными валками — двух- и трехвалковые. Иногда вертикальные валки располагают между шейками горизонтальных ( рис. 118, е ).

Рис. 118. Варианты расположения валков.

На реверсивных дуо-станах прокатывают крупные профили и толстые листы, на нереверсивных — разного рода заготовки и сортовой металл, которые идут в одном направлении из клети в клеть. Нереверсивные дуо-станы применяют также для горячей прокатки тонких листов и холодной прокатки листов и ленты. После пропуска заготовки между валками ее возвращают на сторону подачи через верхний валок холостым ходом.

На трио-станах прокатываемая заготовка идет в одну сторону между средним и нижним валками, а в обратную сторону — между средним и верхним валками. Так как средний валок постоянно участвует в работе, он изнашивается быстрее, чем верхний и нижний. Разновидностью трио-стана являются станы с плавающим валком меньшего диаметра.

Чтобы избежать неравномерного изнашивания рабочих валков, применяют двойные дуо-станы. На них прокатка ведется также в обе стороны, между тем точность профилей получается более высокой.

В многовалковых станах валки малого диаметра являются рабочими валками, а валки больших диаметров — опорными, предохраняющими рабочие валки от изгиба; этим обеспечивается равномерная толщина проката листа по ширине.

По взаиморасположению рабочих клетей станы различают линейные, ступенчатые с двумя и большим числом ступеней, станы непрерывной и полунепрерывной прокатки.

Линейные станы с расположением рабочих клетей в одну линию ( рис. 119, а ) применяются у рельсобалочных и крупносортовых станов.

Рис. 119. Прокатный стан: а — трехклетьевой линейный; 1 — рабочая клеть; 2 — шестеренная клеть; 3 — двигатель; б — ступенчатый; в и г — непрерывной прокатки

Ступенчатые станы с расположением рабочих клетей в нескольких линиях ( рис. 119, б ) применяют у сортовых станов. В непрерывных станах прокатываемый металл движется прямолинейно и деформируется одновременно в нескольких клетях. Число рабочих клетей у них берется равным требуемому числу проходов. Они бывают с групповым приводом ( рис. 119, б ) и с индивидуальным ( рис. 119, г ). Скорость прокатки в каждой последующей клети выше скорости предыдущей. Эти станы применяются для прокатки заготовок, листов, лент, а также мелкосортных профилей. Непрерывные станы обеспечивают высокую производительность. Полунепрерывными станами , как правило, являются мелкосортные. В полунепрерывных станах черновые группы клетей работают как непрерывные, а чистовые — расположены в линию.

Все прокатные станы характеризуются размером диаметра рабочего валка последней клети. Например, рельсобалочный стан с диаметром валков 800 мм называется рельсобалочным станом 800. Исключение имеют листопрокатные станы, которые характеризуются длиной бочки рабочего валка; стан с длиной бочки 2800 мм называется стан 2800.

По роду выпускаемой продукции прокатные станы делятся на обжимные, заготовочные, рельсобалочные, сортовые, проволочные, листовые, трубопрокатные и станы специального назначения.

Обжимные станы предназначены для обжатия стальных слитков весом до 25 т в крупные заготовки (блюмы и слябы). К обжимным станам относятся блюминги и слябинги. На блюмингах получают квадратную заготовку — блюм, подвергаемую дальнейшей прокатке для получения сортовых профилей. На слябингах производят прямоугольный прокат — слябы, представляющие собой заготовки для листа (см. рис. 113, 1 и 5). Блюминг представляет собой мощный реверсивный дуо-стан, а слябинг — мощный универсальный реверсивный двухклетьевой стан (первая клеть имеет вертикальные валки, а второй — горизонтальные).

Заготовочные станы предназначены для прокатки блюмов и слябов в сортовую квадратную заготовку сечением до 200X200 и плоскую заготовку — сутунку сечением меньшим, чем слябы, предназначаемую для последующей прокатки в мелкие листы и ленты. Современные заготовочные станы являются станами непрерывной прокатки. Рельсобалочные станы предназначены для прокатки из блюмов рельсов широкой колеи, крупных балок, швеллеров и других профилей. Рельсобалочные станы бывают двух типов: рельсобалочные станы ступенчатого типа, состоящие из двух или большего числа линий; рельсобалочные станы последовательно возвратного типа.

Наибольшим распространением пользуются рельсобалочные станы первого типа.

Сортовые станы предназначены для по чения сортового проката: круглой и квадратной стали от 8 до 150 мм, балок и швеллеров высотой от 50 ÷ 200 мм, угловой стали от 20X20 до 200X200 мм др. Эти станы делятся на крупно-, средне- и мелкосортные.

Проволочные станы предназначены для прокатки проволоки диаметром 5 — 10 мм. Меньшещ диаметра проволока получается волочением. Проволочные станы бывают ступенчатые, полунепрерывные и непрерывные. Листопрокатныe станы делятся на толстолистовые и тонколистовые. Толстые листы катают из слябов, тонкие — из легких слябов, или сутунки. Листопрокатные станы для горячей прокатки листов чаще всего бывают следующих трех типов: толстолистовые станы, предназначенные для прокатки листов толщиной от 4 мм и более, шириной от 1000 до 5000 мм; они бывают одноклетьевые, двухклетьевые и иногда многоклетьевые; листовые широкополосовые непрерывные или полунепрерывные станы, служащие для прокатки листов в виде длинных широких полос шириной от 500 до 2500 мм и более, толщиной от 1,5 до 10 мм и более; листовые широкополосовые с моталками, расположенными в нагревательных печах, служащие так же, как и станы предыдущего типа, для прокатки листов в виде длинных полос толщиной от 1,5 до 6 мм.

Трубопрокатные станы применяются для производства; бесшовных и сварных труб. Процесс прокатки бесшовных труб делится на две стадии: получение пустотелой гильзы из слитка или круглого проката и получение из пустотелой гильзы готовой трубы. Пустотелые гильзы получаются чаще на прошивном стане ( рис. 120, а ). Для труб большого диаметра полую заготовку можно получить центробежным литьем.

Рис. 120. Схемы: а — прошивного стана; б — процесса получения полой гильзы; в — процесса получения трубы на периодическом нереверсивном дуо-стане

Прошивной стан состоит из двух косорасположенных рабочие валков 2 и 4, вращающихся в одном направлении, а заготовка 3 в другом. Для удержания заготовки между валками предусматривают специальные устройства. Рабочие валки имеют конусы прошивки и раскатки, а в середине — калибровочный пояс. Между валками на пути движения получающейся полой гильзы устанавливается оправка 1. При расположении рабочих валков под некоторым углом между их осями достигается вращение заготовки относительно своей оси и одновременно ее поступательное движение, благодаря чему заготовка надвигается на оправку 1 и прошивается.

Процесс получения полой гильзы на прошивном стане характерен для поперечно-винтовой прокатки, которая обусловлена тенденцией к образованию полости в заготовке. Рабочее положение валков показано на рис. 120, б.

После прошивки заготовку передают на периодический нереверсивный дуо-стан ( рис. 120, в ). Заготовка 3, надетая на оправку 1, подается в фасонный калибр переменного сечения (I). Работа на этом стане осуществляется прерывно-периодически. В момент, когда валки 2 и 4 образуют калибр максимального диаметра, закготовка подается в валки, а затем подвергается деформированию с выдвижением ее в направлении, обратном подаче (рис. 120, II). В следующий момент, когда калибр опять будет максимального диаметра (рис. 120, III), заготовка снова подается в валки на такую длину, чтобы в дальнейшем рабочий участок калибра захватил новый необжатый участок заготовки. Так постепенно происходит обжатие заготовки в трубу. Прямой (подача заготовки) и обратный ход (момент обжатия) чередуются с поворачиванием заготовки вокруг оси.

После раскатки трубы обрабатываются на специальной машине для устранения овальности и разностенности и затем подвергаются прокатке на калибровочном стане для получения окончательных размеров. Для производства труб существуют непрерывные трубопрокатные станы, характеризующиеся высокой производительностью.

При производстве сварных труб исходным материалом служит плоская прокатанная заготовка, называемая штрипсом, в виде полосы, чаще свернутой в рулон.

Процесс изготовления сварной трубы состоит из следующих основных операций: свертывания заготовки, сварки свернутой заготовки, отделки трубы. Для сварки применяют печную, электрическую и автогенную сварки.

Трубы из малоуглеродистой стали производят чаще с применением печной сварки с помощью непрерывного стана ( рис. 121 ). По этой схеме трубная заготовка в виде рулона сначала разматывается, затем правится на правильной машине, а потом передний конец заготовки отрезается и в сварочном аппарате сваривается с концом предыдущей заготовки, который предварительно был также обрезан ножницами, и далее заготовка в виде ленты поступаете длинную (до 40 м) газовую печь. Нагретая в печи лента до температуры ~ 1350°, направляется в непрерывный трубный стан, имеющий шесть пар валков с соответствующими калибрами, при помощи которых лента постепенно свертывается в трубу, а затем путем нажатия одной кромки на другую осуществляется сварка кромок ленты. Непрерывно выходящие из стана трубы разрезают пилой, а затем нарезанные длиной по 6 — 8 м калибруют на калибровочном стане.

Рис. 121. Схема процесса изготовления сварных труб с применением печной сварки: 1 — разматыватель; 2 — роликовая машина; 3 — ножницы; 4 — сварочный аппарат; 5— печь; 6 — трубный стан; 7 — пила; 8 — калибровочный стан.

Применение электросварки позволяет получать трубы с более тонкой стенкой, а также трубы из стали с повышенным содержанием углерода и даже из легированных сталей.

На специальных станах методом прокатки получают отдельные детали и всевозможные заготовки. На рис. 122, а приведена схема бандажепрокатного стана. Близкую к этой cxeмe имеют станы для получения железнодорожных колес, колец дли крупных шарикоподшипников и венцов для зубчатых колес. Во всех перечисленных случаях исходной, заготовкой служит плоская предварительно прошитая заготовка. Валки 1 и 2 такого стана перед раскаткой отводятся.

Рис. 122. Схема специального стана: а — бандажепрокатного; б — поперечновинтовой прокатки шаров и в — периодических профилей.

На рис. 122, б приведена схема стана поперечно-винтовой прокатки шаров. Ручьи валков сделаны по винтовой линии. Заготовка при прокатке получает как вращательное, так и поступательное движение; от вылета из валков она предохраняется центрирующими упорами. Этот метод производительнее штамповки даже на высадочных автоматах.

На рис. 122, в приведена схема для поперечной прокатки периодических профилей. Этот стан имеет следящее устройство: щуп 1, который скользит по копировальной линейке 2, жестко связанной с кареткой 3 натяжного устройства. В зависимости от профиля контрольной линейки 2 рабочие валки 4 по мере ее движения сближаются или расходятся, изменяя соответственно диаметр обрабатываемой продукции. Ценность такой прокатки в том, что в получаемой заготовке металл распределяется по длине в соответствии с определенными требованиями.