Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Прокатные станы классифицируются по назначению, количеству и расположению рабочих клетей и валков в рабочих клетях. В зависимости от назначения, т.е. от вида выпускаемой продукции, их можно разделить на следующие три группы:

  • станы горячей прокатки (обжимные, заготовочные, рельсобалочные, сортовые, проволочные, штрипсовые, листовые, широкополосные);
  • станы холодной прокатки (листовые, жестепрокатные и станы для прокатки тонкой и тончайшей ленты);
  • станы специального назначения (колёсопрокатные, бандажепрокатные, вилопрокатные, для прокатки полос и профилей переменного сечения, шаров, шестерен, винтов, гнутых профилей и т.п.).

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис. 1. Листопрокатный стан

Напомним, что обжимные и заготовочные станы используются для предварительной прокатки слитков, разливаемых в изложницы, и при работе с непрерывнолитой заготовкой не используются.

Основным параметром обжимных, заготовочных и сортовых станов является диаметр валков или шестерен шестеренной клети (в мм).

При наличии в стане нескольких рабочих клетей параметром стана является диаметр валков чистовой (последней) клети.

Так, название «мелкосортный стан 250» означает, что диаметр рабочих валков или шестерен чистовой клети равен 250 мм, а назначение его – производство мелкосортного проката.

Основным параметром листовых станов является длина бочки (рабочей поверхности) валка (в мм), которая определяет наибольшую ширину прокатываемых на стане листов или полос. В этом случае название «толстолистовой стан 3000» означает, что длина бочки валков равна 3000 мм, при этом на стане прокатывают толстый лист шириной до 2700-2800 мм.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис. 2. Прокатные валки: с гладкой бочкой (а) и калиброванный (б): 1 – бочка; 2 – шейка; 3 – приводные или перевалочные концы

По количеству и расположению рабочих клетей прокатные станы разделяют на следующие пять групп: одноклетевые, линейные многоклетевые, последовательные, полунепрерывные и непрерывные.

Одноклетевые станы являются простейшим типом прокатного стана. В состав оборудования стана входят одна рабочая клеть и линия привода рабочих валков, которая состоит из шпинделей, шестеренной клети, редуктора, муфт и главного электродвигателя. Входящее в линию привода валков оборудование в основном повторяется на прокатных станах с более сложным расположением рабочих клетей.

Наиболее простыми являются линейные многоклетевые прокатные станы, на которых рабочие клети расположены в одну или более линий. При этом каждая линия приводится от одного электродвигателя.

Одноклетевые станы могут быть реверсивными, когда рабочие валки могут попеременно вращаться в одну и другую сторону, или нереверсивными, когда рабочие валки вращаются только в одну сторону.

Линейные многоклетевые станы используют, в основном, как заготовочные, сортовые, рельсобалочные, проволочные и листовые.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

а

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

б

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

в

Рис. 3. Калибровка – порядок прокатки последовательного ряда переходных сечений прокатываемых профилей

(а – прокатка рельсов; б – различные варианты прокатки швелелров; в – различные варианты прокатки уголков)

Последовательные станы характеризуются расположением рабочих клетей, стоящих друг за другом таким образом, что прокатываемая полоса проходит в каждой клети один раз. Поэтому число клетей такого стана должно быть равно максимальному числу проходов, необходимых для получения готового профиля.

На последовательных станах рабочие клети обычно размещают в несколько параллельных рядов, чтобы сократить длину цеха и лучше использовать его площади. Причём на таких станах расстояние от клети к клети в направлении прокатки увеличивается из-за увеличения длины прокатываемой полосы (поскольку сечение уменьшается, прокатываемый металл вытягивается в длину).

Соответственно увеличивается и частота вращения валков. Последовательные станы используют в основном как сортовые.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис. 4. Простые (а) и фасонные (б) калибры

Полунепрерывные станы состоят из двух групп рабочих клетей: непрерывной и линейной, или последовательной.

В непрерывной группе клетей прокатываемая полоса может находиться одновременно в двух, трёх и более клетях, т.е. прокатываться непрерывно.

А во второй группе полоса прокатывается или на линейном, или на последовательном стане. Полунепрерывные станы используются как сортовые, проволочные и полосовые.

Наиболее современными станами являются непрерывные станы. По сравнению с другими типами станов непрерывные характеризуются более высокими скоростями прокатки (следовательно и производительностью). При этом привод валков рабочих клетей может быть как индивидуальным, так и групповым. Эти станы используют в качестве заготовочных, широкополосных, средне- и мелкосортных, проволочных и др.

Валки являются основным рабочим инструментом прокатного стана, в них непосредственно осуществляется деформация металла. Затраты, связанные с эксплуатацией валков, составляют 5-15 % всех расходов по прокатному стану.

{youtube}gb5ofEl__Sc&list=PLAEe6a6oMFf2oGqeIOgxBbyClQVKrhjau|100%|480|0{/youtube}

Прокатные валки классифицируют по назначению, форме бочки валка, конструкции, материалу. По назначению валки бывают сортовые и листовые, кантующие, разрезные, правѝльные и т.д., валки для горячей и холодной прокатки, валки обжимные, черновые, предчистовые и чистовые.

По форме бочки валки бывают гладкие или цилиндрические и с калибрами. По конструкции различают валки цельнолитые, цельнокованые и составные. По материалу валки бывают стальные, чугунные и из твёрдых сплавов. Рабочий диаметр валков выбирают так, чтобы они захватывали металл без принудительного заталкивания, а также исходя из условий прочности и жёсткости, особенно для тонколистовых станов.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис.5. Варианты расположения валков в рабочих клетях:

а – двухвалковая клеть; б – трёхвалковая сортовая и листовая; в – четырех-валковая клеть; г – шестивалковая клеть; д – двенадцативалковая клеть; е – двадцативалковая клеть; ж – универсальная балочная клеть; з – универсальная клеть слябинга

По расположению и количеству валков в рабочих клетях и их конструкции прокатные станы делятся на несколько групп: двух-, трёх-, четырёх- и многовалковые, универсальные специальной конструкции (рис. 5).

Двухвалковые клети (дуо-) наиболее распространены, и бывают реверсивные и нереверсивные. В реверсивных клетях валки имеют переменное направление вращения.

Прокатываемый металл проходит между валками вперёд и назад нужное количество раз, а валки соответственно изменяют направление вращения, реверсируются.

Реверсивные двухвалковые клети применяют в обжимных, толстолистовых, сортовых и листовых станах.

В нереверсивных двухвалковых клетях валки имеют постоянное вращение в одну сторону. Прокатываемый металл проходит между валками такой клети только один раз и в одном направлении. Нереверсивные клети применяют в линейных многоклетевых, последовательных, полунепрерывных и непрерывных прокатных станах при производстве заготовок, сортового проката, катанки, листа.

В трёхвалковых клетях оси валков расположены в одной вертикальной плоскости и имеют постоянное направление вращения. Трёхвалковые клети нашли широкое применение при производстве сортового проката.

Прокатываемый металл движется в одну сторону между нижним и средним валками и в обратную сторону – между средним и верхним.

Для подъёма металла на верхний уровень и его задачи между верхним и средним валками перед клетью или позади её устанавливают подъёмно-качающиеся столы.

При производстве листа также применяют трёхвалковые клети, но со средним валком меньшего диаметра, чем нижний и верхний. Средний валок является неприводным и в процессе прокатки прижимается то к верхнему, то к нижнему валку.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Так же, как и при производстве сортового проката, перед клетью и позади неё устанавливают подъёмно-качающиеся столы. Поскольку трёхвалковые клети обладают небольшой производительностью и малой жёсткостью валковой системы, в последнее время они практически не применяются.

В четырёхвалковых клетях, как и в трёхвалковых, валки также расположены в одной вертикальной плоскости один над другим. В этих клетях два валка являются рабочими, а два других – опорными. Рабочие валки имеют меньший диаметр и размещены в середине клети, опорные валки имеют больший диаметр и расположены сверху и снизу.

Опорные валки предназначены для уменьшения прогиба рабочих валков и для увеличения жёсткости валковой системы. Приводными валками в клетях кварто- (четырёхвалковых) являются рабочие валки.

Станы с четырёхвалковыми клетями получили широкое распространение для горячей и холодной прокатки толстых и тонких листов, широких полос и лент.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

С использованием четырёхвалковых клетей прокатка осуществляется на непрерывных многоклетевых и одноклетевых станах. Четырёхвалковые нереверсивные клети используют на непрерывных станах. Реверсивные четырёхвалковые клети используют в одноклетевых станах горячей и холодной прокатки.

К многовалковым клетям относятся шести-, двенадцати- и двадцативалковые клети.

Шестивалковые клети имеют два рабочих приводных валка и четыре опорных. Эти клети отличаются повышенной жёсткостью самой клети и меньшим прогибом опорных валков.

Благодаря этому клети используют для холодной прокатки тонких полос и узких лент в рулонах с точными допусками по толщине.

Однако поскольку преимущества этих клетей по сравнению с четырёхвалковыми клетями невелики, а конструкция их сложнее, то значительного распространения они не получили.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Широко применяются в прокатном производстве двенадцати- и двадцативалковые клети. Такое усложнение конструкций рабочих клетей оправдывается рядом преимуществ, которые выражаются в жесткой конструкции валковой системы и всей рабочей клети.

Это позволяет применять их для производства тонкой и тончайшей ленты. Диаметры рабочих валков в таких многовалковых клетях лежат в пределах от 3 до 50 мм.

Они являются неприводными и опираются на ряд приводных валков с большим диаметром, а последние, в свою очередь, на ряд опорных валков.

Универсальные клети имеют горизонтальные и вертикальные валки, расположенные в одной вертикальной плоскости. Обжатие металла осуществляется горизонтальными и вертикальными валками одновременно.

Такие клети применяются в универсальных балочных клетях, где вертикальные валки неприводные. Эти клети применяют только для прокатки широполочных двутавровых балок (высота балок до 1000 мм, ширина полок до 400 мм), а также для прокатки других профилей (рельсов, универсальных листов и др.).

Кроме того, универсальные (обычные) клети применяют как реверсивные двухвалковые (в слябингах) или четырёхвалковые (в черновых широкополосных станах) клети. В этих клетях вертикальные плоскости, в которых размещены или горизонтальные, или вертикальные валки, находятся на некотором близком расстоянии друг от друга.

В этих клетях обжатие прокатываемого металла осуществляется и горизонтальными и вертикальными валками. При этом вертикальные валки располагают с передней или задней стороны рабочей клети, в задачу которых входит получение ровных и гладких боковых граней прокатываемого металла.

Клети специальной конструкции имеют самое различное расположение валков. К этой группе относятся колёсопрокатные, бандажепрокатные, вилопрокатные, кольцепрокатные, шаропрокатные станы, а также станы для прокатки профилей переменного и периодического сечения, шестерен и других изделий.

Кроме собственно прокатного стана в состав технологических линий для прокатки входит большое количество вспомогательного оборудования, которое подразделяют на две основные группы: транспортную, выполняющую операции по перемещению металла, подаче его к рабочим клетям и его кантовку, и обрабатывающую, работа которой связана с операциями по отделке проката.

Читайте также:  Фрезерный станок по металлу – типы, назначение, применение

К транспортной группе агрегатов и механизмов относятся рольганги, холодильники, манипуляторы, кантователи, поворотные и подъёмные механизмы. К обрабатывающей группе агрегатов и механизмов относятся ножницы, пилы, правѝльные механизмы и прессы, моталки, разматыватели и др.

Важную роль играют рольганги – системы роликов, установленных на раму.

Привод роликов осуществляется от электродвигателей, а при их вращении металл, уложенный на рольганг, получает продольное перемещение за счёт сил трения.

Рольганги обеспечивают подачу металла к прокатному стану, задачу его в валки, приёма из валков и передвижение к ножницам, пилам, правѝльным и другим устройствам и механизмам.

Холодильники являются связующим звеном между прокатным станом и агрегатами для отделки проката. На холодильнике осуществляется приём прокатанного металла, его охлаждение, передача на отводящий рольганг, транспортирование металла к отделочным агрегатам.

Наиболее распространённые реечные холодильники обеспечивают охлаждение полос с помощью подвижных зубчатых реек, совершающих качательно-поступательное движение.

Важным достоинством этих холодильников является возможность правки прокатанного металла в процессе охлаждения.

При перемещении по холодильнику металл охлаждается до 80-120 °С, передаётся на отводящий рольганг, ведущий к ножницам для холодной резки на мерные длины.

Подготовленный таким образом прокат, как правило, поступает в агрегаты для термической обработки для улучшения его свойств: закалки с целью придания твёрдости, либо наоборот – в агрегат отжига для смягчения (например, для последующего переката листа в тонкий холоднокатаный лист), а затем в агрегаты для отделки поверхности – механическим либо химическим (травление) способом.

Рис.6 . Машина для закалки головок рельсов

Тонколистовому прокату в дальнейшем также могут на специальных агрегатах придаваться специальные свойства.

Преимущественно он подвергается цинкованию для защиты от коррозии путём пропускания через ванну с расплавленным цинком а агрегатах непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а также ему придаются дополнительные защитные и эстетические свойства путём нанесения полимерных покрытий либо путём окраски.

При этом важно отметить, что на всех стадиях производства важную роль играет контроль качества, осуществляемый как путём вырезания образцов из металла для последующей оценки его свойств стандартными методами, так и с использованием способов неразрушающего контроля – ультразвукового, электроиндуктивного, рентгено- и гамма-дефектоскопии.

Источник: https://MetalSpace.ru/education-career/osnovy-metallurgii/proizvodstvo-stali/794-stalnoj-prokat.html

Прокатный стан

  • Компания ИТЦ (Инженерно-Технический центр) специализируется на проектировании, изготовлении и запуске прокатных станов машиностроительных и металлургических производств, а также их шеф-монтаже, пуско-наладке и выпуске пробной партии готовой продукции.
  • Мы работаем с ведущими мировыми поставщиками прокатного оборудования, конструкторское бюро ИТЦ также способно разработать и изготовить нестандартное оборудование.

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.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

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),
  • бжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги,
  • реверсивные одноклетевые,
  • тандемы,
  • многоклетевые,
  • непрерывные,
  • холодной прокатки.

Основное оборудование прокатного стана

Размерпрокатного 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) и 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 (см.

Калибровка прокатных валков) 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, приведены в таблице.

Виды и применение прокатных станов

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

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.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовлениеЛистовые 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., а 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.

Читайте также:  Как сделать из круглой трубы овальную

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. 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: правки (правильные машины и прессы), дрессировки, клеймения, укладки, промасливания, 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.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Свяжитесь с нами по телефону (495)518-05-75, отправьте запрос через сайт (см. Контакты) или отправьте письмо по электронной почте ecm2007@mail.ru.

См. также:

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

Классификация и типы прокатных станов

Все прокатные станы, работающие на металлургических пред­приятиях, несмотря на многообразие конструкций классифи­цируются по назначению, количеству и расположению рабочих клетей и валков в рабочих клетях. Прокатные станы в зави­симости от назначения, т.е. от вида выпускаемой продукции, можно разделить на следующие три группы.

Станы горячей прокатки, к которым относятся обжимные, заготовочные, рельсобалочные, сортовые, проволочные, штрипсовые, листовые, широкополосные.

Станы холодной прокатки, к которым относятся листовые, жестепрокатные и станы для прокатки тонкой и тончайшей ленты.

Станы специального назначенияколесопрокатные, бандажепрокатные, для прокатки полос и профилей переменного сечения, шаров, шестерен, винтов, гнутых профилей и т.п.

Основным параметром  обжимных, заготовочных и сортовых станов  является диаметр валков или шестерен шестеренной клети в мм.

При наличии в стане нескольких рабочих клетей параметром стана является диаметр валков чистовой клети.

Так, название «мелкосортный стан 250» означает, что диаметр рабочих валков или шестерен чистовой клети равен 250 мм, а назначение его — производство мелкосортного проката.

Основным параметром листовых станов является длина бочки валка, мм, которая определяет наибольшую ширину прокатываемых на стане листов или полос. В этом случае название «толстолистовой стан 3000» означает, что длина бочки валков равна 3000 мм, при этом на стане прокатывают толстый лист шириной до 2700—2800 мм.

По количеству и расположению рабочих клетей прокатные станы разделяют на следующие пять групп: одноклетевые, линейные многоклетевые, последовательные, полунепрерывные и непрерывные (рис. 1).

Одноклетевые станы являются простейшим типом прокатно­го стана. В состав оборудования стана входят одна рабочая клеть и линия привода рабочих валков, которая состоит из шпинделей, шестеренной клети, редуктора, муфт и главного электродвигателя.

Входящее в линию привода валков обору­дование в основном повторяется на прокатных станах с бо­лее сложным расположением рабочих клетей.

К станам этой группы относятся станы для производства полупродукта (блюминги, слябинги, заготовочные) и готового проката (станы горячей и холодной прокатки).

Наиболее простыми являются линейные многоклетевые про­катные станы, на которых рабочие клети расположены в одну или более линий. При этом каждая линия приводится от од­ного электродвигателя.

Одноклетевые станы могут быть ре­версивными, когда рабочие валки могут попеременно вра­щаться в одну и другую сторону, или нереверсивными — рабо­чие валки вращаются только в одну сторону.

Линейные мно­гоклетевые станы используют главным образец как загото­вочные, сортовые, рельсобалочные, проволочные и листовые.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис.1. Схема расположения рабочих клетей прокатных станов: а — одноклетевой; б — линейный многоклетевой в две линии; в— последова­тельный; г — полунепрерывный; д — непрерывный:

1 — двигатель; 2 — шестеренная клеть; 3 — рабочие клети; 4 — непрерывная черновая группа; 5 — непрерывная чистовая группа

Последовательные станыхарактеризуются расположением рабочих клетей, стоящих друг за другом таким образом, что прокатываемая полоса проходит в каждой клети один раз. Поэтому число клетей такого стана должно быть равно мак­симальному числу проходов, необходимых для получения готового профиля.

На последовательных станах рабочие клети обычно размещают в несколько параллельных рядов» с тем чтобы сократить длину цеха и лучше использовать его пло­щади. Причем на таких станах расстояние от клети к клети в направлении прокатки увеличивается соответственно уве­личению длины прокатываемой полосы.

Увеличивается и час­тота вращения валков.

К последовательным станам относятся станы с рабочими клетями, расположенными в шахматном порядке.

Последовательные станы используют в основном как сор­товые.

Полунепрерывные станысостоят из двух групп рабочих клетей: непрерывной и линейной, или последовательной. В непрерывной группе клетей прокатываемая полоса может на­холиться одновременно в двух, трех и более клетях, т.е. прокатываться непрерывно. А во второй группе полоса про­катывается или на линейном, или на последовательном стане.

Полунепрерывные станы используются как сортовые, про­волочные и полосовые.

Наиболее современными станами являются непрерывные станы. По сравнению с другими типами станов непрерывные характеризуются более высокими скоростями прокатки. При этом привод валков рабочих клетей может быть как индиви­дуальный, так и групповой.

Непрерывные станы характеризуются наибольшей произво­дительностью по сравнению с другими типами станов. Эти станы используют в качестве заготовочных, широкополосных, средне- и мелкосортных, проволочных и др.

По расположению и количеству валков в рабочих клетях и их конструкции прокатные станы делятся на несколько групп: двух-, трех-, четырех- и многовалковые, универ­сальные специальной конструкции (рис.2).

Читайте также:  Токарный станок 1м61 – технические характеристики, устройство

Двухвалковые клети наиболее распространены, и бывают реверсивные и нереверсивные. В реверсивных клетях валки имеют переменное направление вращения.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рис2. Схема расположения валков в рабочих клетях:

а — двухвалковая клеть; б — трехвалковая сортовая и листовая; в — четырехвалковая клеть; г — шестивалковая клеть; д — двенадцативалковая клеть; е — двадцативалковая клеть; ж — универсальная балочная клеть; з — универсальная клеть слябинга

Прокатываемый металл проходит между валками вперед и назад нужное коли­чество раз, а валки соответственно изменяют направление вращения, реверсируются. Реверсивные двухвалковые клети применяют в обжимных, толстолистовых, сортовых и листовых станах.

В нереверсивных двухвалковых клетях валки имеют пос­тоянное вращение в одну сторону. Прокатываемый металл проходит между валками такой клети только один раз и в одном направлении. Нереверсивные клети применяют в линей­ных многоклетевых, последовательных, полунепрерывных и непрерывных прокатных станах при производстве заготовок, сортового проката, катанки, листа.

В трехвалковых клетях оси валков расположены в одной вертикальной плоскости и имеют постоянное направление вращения. Трехвалковые клети нашли широкое применение при производстве сортового проката.

Прокатываемый металл дви­жется в одну сторону между нижним и средним валками и в обратную сторону — между средним и верхним.

Для подъема металла на верхний уровень и его задачи между верхним и средним валками перед клетью или позади ее устанавливают подъемно-качающиеся столы.

При производстве листа также применяют трехвалковые клети, но со средним валком меньшего диаметра, чем нижний и верхний. Средний валок является неприводным и в процес­се прокатки прижимается то к верхнему, то к нижнему вал­ку.

Так же как и при производстве сортового проката, перед клетью и позади нее устанавливают подъемно-качающиеся столы. Поскольку трехвалковые клети обладают небольшой производительностью и малой жесткостью валковой системы, в последнее время их применяют все реже.

В четырехвалковых клетях, как и в трехвалковых, валки также расположены в одной вертикальной плоскости один над другим. В этих клетях два валка 1 являются рабочими, а два других 2 — опорными.

Рабочие валки имеют меньший диа­метр и размещены в середине клети, опорные валки имеют больший диаметр и расположены сверху и снизу. Опорные валки предназначены для уменьшения прогиба рабочих валков и для увеличения жесткости валковой системы. Приводными валками в клетях кварто являются рабочие валки.

Станы с четырехвалковыми клетями получили широкое распространение для горячей и холодной прокатки толстых и тонких листов, широких полос и лент.

С использованием четырехвалковых клетей прокатка осу­ществляется на непрерывных многоклетевых и одноклетевых станах. Четырехвалковые нереверсивные клети используют на непрерывных станах. Реверсивные четырехвалковые клети ис­пользуют в одноклетевых станах горячей и холодной прокат­ки.

К многовалковым клетям относятся шести-, двенадцати- и двадцативалковые клети.

Шестивалковые клети имеют два рабочих приводных валка 1 и четыре опорных 2. Эти клети отличаются повышенной жесткостью самой клети и меньшим прогибом опорных валков.

Благодаря этому клети используют для холодной прокатки тонких полос и узких лент в рулонах с точными допусками по толщине.

Однако поскольку преимущества этих клетей по сравнению с четырехвалковыми клетями невелики, а конст­рукция их сложнее, то значительного распространения они не получили.

Широко применяются в прокатном производстве двенад­цати- и двадцативалковые клети. Такое усложнение конст­рукций рабочих клетей оправдывается рядом преимуществ, которые выражаются в жесткой конструкции валковой системы и всей рабочей клети.

Это позволяет применять их для про­изводства тонкой и тончайшей ленты. Диаметры рабочих вал­ков  в таких многовалковых клетях назначительны и лежат в пределах от 3 до 50 мм.

Они являются неприводными и опираются на ряд приводных валков 2 с большим диаметром, а последние, в свою очередь, на ряд опорных валков.

Универсальные клети  имеют горизонтальные 3 и верти­кальные 4 валки, расположенные в одной вертикальной плос­кости. Обжатие металла осуществляется горизонтальными и вертикальными валками одновременно.

Такие клети применяются в универсальных балочных кле­тях, где вертикальные валки неприводные. Эти клети приме­няют только для прокатки широполочных двутавровых балок (высота балок до 1000 мм, ширина полок до 400 мм).

Но последнее время их начинают использовать и для прокатки других профилей (рельсов, универсальных листов и др.). Кроме того, универсальные (обычные) клети применяют как реверсивные двухвалковые (в слябингах) или четырехвалко­вые (в черновых широкополосных станах) клети.

В этих кле­тях вертикальные плоскости, в которых размешены или гори­зонтальные, или вертикальные валки, находятся на некото­ром близком расстоянии друг от друга. В этих клетях обжа­тие прокатываемого металла осуществляется и горизонталь­ными и вертикальными валками.

При этом вертикальные валки располагают с передней или задней стороны рабочей клети, в задачу которых входит получение ровных и гладких боко­вых граней прокатываемого металла.

Клети специальной конструкции  имеют самое различное расположение валков. К этой группе относятся колесопро­катные, бандажепрокатные, кольцепрокатные, шаропрокатные станы, а также станы для прокатки профилей переменного и периодического сечения, шестерен и других изделий. 

Источник: Зотов В.Ф. Производство проката – М. : Интермет Инжиниринг, 2000

Источник: https://markmet.ru/tehnologiya_metallov/klassifikatsiya-i-tipy-prokatnykh-stanov

Виды прокатных станов, прокатные и штампованные профили

Прокатка заключается в том, что нагретый слиток (или заготовка) обжимается между вращающимися валками прокатного стана, при этом уменьшается площадь поперечного сечения слитка, изменяется его форма и увеличивается длина.

Виды прокатных станов

Прокатные станы по конструкции разделяются на:

  • а) дуостаны, имеющие два валка для прокатки, причем есть дуостаны постоянные, т. е. с неизменным направлением вращения валков, и реверсивные с переменным направлением вращения валков;
  • б) триостаны, с тремя валками и неизменным направлением вращения, причем заготовку в одном направлении пропускают, например, между нижним и средним валками, а в другом между средним и верхним;
  • в) универсальные станы, имеющие кроме горизонтальных валков для вертикального давления также вертикальные валки для бокового давления;
  • г) специальные станы (трубопрокатные, рельсо-балочные, бандажные) ;
  • д) проволочные станы.

По роду продукции прокатное производство можно разделить на три основных вида:

  • сортовое,
  • листовое,
  • трубное.

Изготовление проката

Сортовой прокат изготовляют в следующей последовательности. Нагретый слиток поступает сначала в прокатку на блуминг, который представляет собой полностью механизированный мощный реверсивный дуостан. На блуминг подаются слитки весом 4—15 т.

Прокатный слиток разрезают и получают заготовки (блумсы) квадратного сечения или прямоугольного сечения (слябы).

Блумсы поступают далее на заготовочные станы, где осуществляется прокатка заготовки для сортовых станов, или непосредственно на крупносортные и рельсо-балочные станы.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Рельсо-балочные станы катают рельсы, балки и швеллеры крупных номеров.
Сортопрокатные станы катают: круглую, квадратную, полосовую сталь, швеллеры и двутавры средних и малых номеров, уголки равнобокие и неравнобокие. Проволочные станы катают круглую катанку диаметром от 10 до 5 мм для изготовления проволоки.

Чтобы получить при прокатке изделия сложного профиля (уголки,- швеллеры и т. п.), на рабочей поверхности валков делаются вырезы (ручьи).

Кроме блумингов имеются прокатные станы — слябинги, которые из плоского слитка катают слябы (заготовки прямоугольного сечения); затем из сляб на листопрокатных станах получают листы.
Вес слитков для листового проката достигает 50 т (для прокатки толстых броневых листов).

В строительном деле применяется главным образом прокатная низкоуглеродистая сталь.

Прокатный стан – виды, конструкция, изготовление

Прокатные и штампованные профили

В России приняты следующие основные прокатные и штампованные профили, из которых составляются элементы строительных конструкций.

  1. сталь прокатная угловая равнобокая — ширина полок в от 20 до 200 мм;
  2. сталь прокатная угловая неравнобокая (рис. 2, б) — ширина   полок Вхb = от 30х20 до 200х120 мм;
  3. балки двутавровые (рис. 2, в) — высота профиля Н от 100 до 600 мм;
  4. балки двутавровые широкополочные (рис. 2, г) — высота профиля H от 120 до 1000 мм;
  5. балки двутавровые облегченные — высота профиля Н от 200 до 300 мм;
  6. швеллеры (рис. 2, д) — высота профиля Н от 50 до 300 мм;
  7. швеллеры облегченные — высота профиля Н —240 мм;
  8. сталь полосовая — шириной b от 12 до 200 мм, толщиной от 4 до 60 мм;
  9. сталь квадратная — размерами от 8х8 до 200х200 мм;
  10. сталь прокатная круглая — диаметром от 5,5 до 222 мм;
  11. сталь прокатная широкополосная универсальная (с обкатанными кромками)—шириной от 200 до 1050 мм и толщиной от 4 до 50 мм;
  12. сталь прокатная толстолистовая — шириной от 500 до 2500 мм. и толщиной от 4 до 60 мм;
  13. сталь прокатная тонколистовая шириной от 600 до 1400 мм и толщиной от 0,9 до 3,75 мм;
  14. сталь листовая кровельная (обычная и оцинкованная) — основные размеры листа 710х1420 мм и 1000х2000 мм толщина листа от 0,38 до 0,82 мм;
  15. сталь листовая рифленая — толщиной (с рифом) от 5 до 10 мм шириной от 710 до 1250 мм;
  16. сталь листовая волнистая — толщиной от 1 до 1,75 мм;
  17. сталь прокатная и штампованная специальных профилей для металлических переплетов промышленных, общественных и высотных зданий;
  18. сталь горячекатанная периодического профиля (рис. 2, е) для арматуры железобетонных конструкций; номера профилей соответствуют диаметрам круглых стержней, равновеликих по площади поперечного сечения (от 12 до 80 мм);
  19. сталь периодического профиля (сплющенная) холодной бработки для арматуры железобетонных конструкций из круглой стали диаметром от 8 до 28 мм; такая сталь изготовляется двумя способами: а) холодной прокаткой стержня круглой стали между двумя рифлеными валками, причем на стержне образуются вмятины в двух параллельных плоскостях; б) холодной прокаткой стержня круглой стали на специальном стане с зубчатыми валками, причем на стержне образуются вмятины в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 2, ж).

    Сталь периодического профиля имеет повышенный расчетный предел текучести 35 кг/мм2 (по сравнению с δтк=24 кг/мм2 для обычной Ст. 3), что дает большую экономию арматурной стали в железобетоне; рифленая поверхность этой стали обеспечивает надежное сцепление с бетоном.

  20. сталь шпунтовая (для гидротехнических сооружений): а) плоская (рис. 2, з) — ширина B=400 мм; б) корытная (рис. 2, и) — ширина B=400 мм, высоота H=80 мм;

    в) зетовая (рис. 2, к) — ширина В =400. H = 320 мм.

  21. трубы стальные разного назначения диаметром от 5 до 1420 мм

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями

Источник: https://www.masterovoi.ru/stroy-mat/prokatnyy-stan

Ссылка на основную публикацию