Катанка

В качестве примера можно взять четырехниточный непрерывный проволочный стан 250 ЗСМК, который предназначен для прокатки катанки диаметром 6 - 10 мм и арматурной стали из углеродистых и низколегированных марок стали. Заготовка сечением 80 х 80 мм, длиной до 11,8 м перед прокаткой не зачищается.

Металл со склада заготовок мостовыми кранами грузоподъемностью 150 кН укладывают на загрузочные решетки стана, оборудованные перекладывающими механизмами для поштучной подачи заготовок к нагревательным печам. В подводящий рольганг печей вмонтированы автоматические весы грузоподъемностью до 10 кН и механизм для удаления дефектных заготовок.

На стане установлены две методические двухзонные рекуперативные печи с боковой загрузкой и боковой выдачей металла. Под печи монолитный с уклоном в сторону выдачи металла, полезная длина пода 19,5 м, ширина пода 12 м. Печи отапливают смесью доменного и коксового газов с теплотой сгорания около 11760 кДж/нм³. Производительность печи на холодном всаде до 110 т/ч. Температура нагрева металла до 1200 ^оС, воздуха в рекуператоре до 400 ^оС. Охлаждение печей испарительное и обычное водяное. Печным толкателем нагретые заготовки поштучно сбрасывают на специальное буферное устройство, которое плавно опускает их на отводящий печной рольганг. Перед станом установлены аварийные ротационные кривошипные ножницы с усилием реза 600 кН (на каждые две нитки) и трайбаппараты для принудительной задачи заготовок в первую клеть стана с прижимным усилием ролика 12 кН.

На стане установлено 37 двухвалковых рабочих клетей, объединенных в 6 групп. Почти все рабочие клети имеют индивидуальный привод валков. Валки клетей работают на подшипниках жидкостного трения. Станины рабочих клетей закрытого типа. Замену валков производят вместе с клетями, которые собирают на специальных стендах. Замену валков в вертикальных клетях производят вместе с кассетой, в которой они установлены. Переход на новые калибры производят путем перемещения рабочих клетей поперек оси прокатки. На рабочих клетях применяют роликовую вводную и выводную арматуру. Между черновой и первой промежуточной группами установлены аварийные ножницы барабанного типа. Рычажные аварийные ножницы установлены также перед второй промежуточной группой клетей. Из группы в группу раскаты передают по петлевым столам и транспортным трубам. В черновой и первой промежуточной группах клетей прокатку ведут в четыре нитки с небольшим натяжением, во второй в две нитки и в чистовой группе в одну нитку с небольшими петлями. За чистовой группой клетей установлены ротационные ножницы с усилием реза 6400 Н. На стане автоматизирована регулировка частоты вращения рабочих валков, а также работа нагревательных печей, механизмов стана и уборочной его части.

Перед смоткой в бунты готовый прокат ускоренно охлаждают водой. Давление воды в установке прямоточного типа 2 - 4 МПа, длина участка охлаждения 5 м, температура проката после охлаждения 800 -- 900 ^оС. Ускоренному охлаждению подвергают катанки из стали марок Ст0 - Ст5 и периодический профиль № 8 из стали марок 35ГС и 25Г2С. Для смотки готового проката установлено 8 моталок. Диаметр бунта 1400 мм, масса 600 кг. Предусмотрена автоматическая синхронизация частоты вращения моталки в зависимости от скорости прокатки в чистовой клети. Бунты катанки автоматически загружают на крюковой транспортер и поступают к бунтовязальным машинам. Увязанные в двух местах проволокой бунты по муфельному транспортеру длиной около 70 м поступают к крюковому конвейеру для окончательного охлаждения. Длина цепи конвейера 536,4 м, скорость транспортировки 0,1 м/с. С помощью специального съемника бунты снимают с крюков конвейера и подают на штырь пакетирующей машины, а затем укладывают в корзины для готовой продукции или в железнодорожные вагоны для доставки потребителям, которые купили эту катанку.

Рассмотренная технологическая схема и состав оборудования являются характерными для большинства современных непрерывных проволочных станов. В последние годы технология производства катанки интенсивно совершенствуется. Длина заготовки на современных проволочных станах достигает 22 м, а размеры сечения до 125 х 125 мм. Для выравнивания температуры металла по каждой нитке и компенсации потерь тепла при транспортировке нагретых заготовок от печей к стану устанавливают индукционные подогревательные устройства, располагая их на участке между печами и первой клетью черновой группы стана. На проволочных станах небольшой производительности, прокатывающих катанку из легированной стали, имеются попытки замены обычных клетей черновой группы специальными блоками клетей и радиально-ковочными машинами. Широкое распространение получают на проволочных станах предварительно напряженные клети, имеющие высокую жесткость.

Важнейшим усовершенствованием непрерывных проволочных станов является применение в качестве чистовых рабочих клетей специальных многоклетевых блоков различной конструкции. В чистовом блоке фирмы "Morgan" смонтировано 8-10 клетей. Консольно установленные валки диаметром 152 мм из карбида вольфрама расположены поочередно под углом 45° к горизонтали. Расстояние между осями соседних клетей 640 мм. Прокатка катанки в блоке ведется в одну нитку со скоростью до 60 м/с по системе овал - круг. Стойкость калибра при прокатке катанки диаметром 5,5 - 12,5 мм составляет 1500 - 1800 т. Регулирование зазора между валками осуществляют с помощью эксцентриковых втулок, в которых закреплены валки. Многоклетевые блоки подобной конструкции имеют привод от двух электродвигателей мощностью 1000 кВт. На новых проволочных станах с 10-клетевым блоком надежно достигаются скорости прокатки 70 - 75 м/с с перспективой увеличения до 90 м/с, что положителньо сказывается на стоимости проката и позволяет купить катанку дешевле.

На проволочных станах Западно-Сибирского, Белорецкого металлургических комбинатов и на других заводах установлены чистовые блоки рабочих клетей, обеспечивающие прокатку катанки диаметром до 5 мм. Менее удачные результаты получены при использовании блоков, состоящих из клетей с трех- и четырехвалковыми калибрами.

Повышение качества катанки на современных проволочных станах достигнуто за счет применения специальных систем двухстадийного ускоренного и регулируемого охлаждения металла после прокатки. Ускоренное охлаждение катанки производится на первой стадии сначала водой в передаточных трубах, а затем воздухом на транспортере во время движения от чистовой клети к моталкам. При прокатке катанки из стали Ст0 - Ст3 ускоренное охлаждение до температуры 700 - 750 °С позволяет повысить предел текучести в среднем по бунту на 12 %, временное сопротивление на 8,5 % характеристики пластичности металла на 2 %, при этом количество вторичной окалины уменьшается на 80 - 85 %, а величина обезуглероженного слоя на 15-20 % по сравнению с катанкой, прокатанной по обычной технологии. В системе ускоренного и регулируемого охлаждения катанки после выхода из последней клети чистового блока охлаждается в трубках с помощью специальных спрейерных форсунок до температуры 780 - 860 °С. После этого катанка, пройдя через направляющую трубку, поступает в трубку-водило с приводом, с помощью которого витки катанки укладываются на движущийся со скоростью 0,2-0,7 м/с горизонтальный транспортер длиной около 60 м. Под ленточным транспортером на участке длиной около 45 м расположены воздушные вентиляторы производительностью 90 тыс.м³/ч каждый. Подаваемый через сопла сжатый воздух обдувает свободно лежащие на транспортере витки катанки, регулирование температуры которой достигается за счет изменения скорости движения транспортера и количества воздуха. В конце транспортера витки катанки сбрасываются в вертикальную камеру, или просто на конусную оправку, где они уплотняются и формируются в бунты. Завязанные в четырех местах бунты сталкиваются на накопительный рольганг, в конце которого каждый бунт взвешивается, а затем отправляется на склад, откуда отгружается потребителям, которые купили катанку для своих производств или других нужд.

Использование ускоренного регулируемого охлаждения катанки в сочетании с чистовыми блоками позволило значительно сократить длину современных проволочных станов и уменьшить их стоимость. Регулируемое охлаждение позволяет получать катанку с равномерными механическими свойствами и макроструктурой сорбита по всей длине раската. При этом значительно уменьшается количество образующейся окалины, снижается степень обезуглероживания металла.