Производство холоднокатаных листов

 

Особенностью развития листопрокатного производства является непрерывное увеличение холоднокатаного листового проката. Это связано с интенсивным развитием ряда отраслей промышленности, потребляющих тонколистовой прокат с высокими механическими свойствами.

Производство холоднокатаных листов осуществляют двумя способами: полистным

и рулонным.

Рулонный способ является наиболее производительным, дает возможность механизировать и автоматизировать большинство технологических операций, повышает выход годного металла с улучшенной геометрической формой и свойствами вследствие устойчивости технологического процесса.

Исходным металлом для холодной прокатки является прокат (полоса, лист), полученный на станах горячей прокатки, который называется подкатом.

Типовая схема технологии производства холоднокатаной листовой стали состоит из следующих групп технологических операций:

- подготовки исходного металла к прокатке, включающей удаление окалины и дефектов с поверхности и смягчающую термическую обработку исходного металла (подка-

та);

- холодной прокатки;

- отделки холоднокатаной стали, включающей термическую обработку и травление холоднокатаного металла, дрессиров­ку, правку, поперечную и продольную резку, очистку и за­чистку поверхности металла, сортировку и упаковку готовой продукции.

Некоторые из этих операций могут исключаться: например, термическая обработка горячекатаного металла, очистка поверхности холоднокатаного металла, операция травления при применении термической обработки в защитной атмосфере; а операции холодной прокатки, термической обработки и травления холоднокатаного металла могут повторяться.

В ряде случаев могут добавляться новые операции, связанные с особыми требованиями, вытекающими из государственных стандартов, технических условий или договоров с заказчиками. К по­следним можно отнести, например, технологические опера­ции, связанные с получением зеркального листа из коррозионностойких сталей, комплекс операций по нанесению оп­ределенного вида покрытий и др. Операция порезки металла (при рулонном способе производства) в старых цехах пред­шествует другим отделочным операциям, а в цехах современ­ной технологии, где установлены высокоскоростные непре­рывные отделочные агрегаты, она завершает технологический цикл.

Обязательной операцией в технологии производства холоднокатаных листов яв-

ляется подготовка исходного металла к прокатке. Так как поверхность горячекатаных листов (подката) покрыта окалиной, возникает необходимость ее удаления для получения высоко­качественной поверхности холоднокатаных листов. Успешное удаление окалины зависит от физико-химического состава, толщины и от условий, в которых протекает процесс очистки окалины с поверхности горячекатаных листов.

Существуют кислотный и механический способы удаления окалины.

Травление горячекатаных углеродистых и многих легиро­ванных сталей производится в растворах серной или соляной кислот. Процесс травления стальной полосы основан на взаимодействии кислоты с оксидами. Наиболее быстро растворяется в кислотном растворе FeO (вюстит), значительно труднее Fe₃O₄ (магнетит) и Fe₂O₃ (гематит). Чем скорее будут разрушены Fe₃O₄ и Fe₂O₃, тем быстрее кислота проникает к более растворимому слою FeO. При травлении освобождение металла от окалины происходит также в результате выделения водорода, который, скапливаясь под слоем окалины, отрывает ее от металла.

В последние годы широкое распространение получает травление полосы в растворе соляной кислоты. Преимущества такого травления заключаются в лучшем качестве поверхнос­ти после травления, уменьшении потерь металла при травле­нии, снижении стоимости травления (соляная кислота дешев­ле серной), повышении интенсивности растворения окалины в 1,5–2 раза и, следовательно, производительности агрегатов травления в 1,5–

2 раза. Также при травлении в соляной кислоте более редки перетравы и более длитель-

ное сохране­ние травильного раствора.

После травления полоса промывается струями горячей воды под дав­лением. После промывки полоса проходит сушильное уст­ройство, где сушится горячим воздухом.

К механическому способу относят дробеструйную и дробеметную обработку, изгибание полосы вокруг роликов.

Сущность дробеструйной и дробеметной (имеющей преиму­щественное распространение) очистки состоит в обработке поверхности металла стальной или чугунной дробью размером 0,06–0,3 мм, подаваемой на металл с большой скоростью. При этом окалина удаляется, а поверхность становится ше­роховатой и получает некоторый наклеп. При изгибании полосы вокруг роликов окалина растрескивается и частично удаляется, причем во втором случае степень разрушения и удаления значительно выше.

Однако механическая зачистка не обеспечивает достаточ­но высокую степень очистки и чистоту поверхности, и поэто­му ее применяют, главным образом, в сочетании с

другими способами, наиболее распространенными в листопрокатных цехах.

Задачами холодной прокатки является получение листовой стали определенных геометрических размеров и качества ее поверхности и обеспечение необходимого уровня

различных физико-механических свойств листового металла.

Процесс холодной пластической деформации сопровождает­ся наклепом, который приводит к значительным изменениям физико-механических и структурных свойств металла.

Процесс многократного обжатия полосы на станах холод­ной прокатки листов приводит к значительному их разогреву и к необходимости принудительного охлаждения валков и по­лосы. Обычно охлаждающая среда является и технологической смазкой.В качестве технологических смазок для холодной прокат­ки используются минеральные и растительные масла, животные жиры и синтетические вещества в чистом виде или в ви­де эмульсий. Минеральные масла,получаемые в результате переработки нефти, обладают стабильными технологическими свойствами, низкими температурами застывания, почти не образуют пятен при термообработке без обезжиривания и яв­ляются наиболее дешевыми продуктами.

Часто в минеральные масла вводят органические присад­ки, улучшающие их смазоч-

ные характеристики и придающие им антикоррозионные и антипенные свойства.

Растительные масла и животные жирыобладают лучшими смазочными свойствами, высокой температурой вспышки, что создает возможность их применения при высоких скоростях прокатки. Однако они менее стабильны, создают на поверх­ности металла значительный сажистый остаток при термооб­работке без предварительного обезжиривания, значительно дороже, чем минеральные масла.

Наиболее широко используются пальмовое, подсолнечное, хлопковое, касторовое, кориандровое и др. масла.

Заключительным технологическим этапомпроизводства хо­лоднокатаных листов является их отделка. После холодной прокатки на поверхности металла остаются масляные остат­ки, смешанные с частицами металлической пыли и окалины. Все это значительно ухудшает качество поверхности металла. В цехах холодной прокатки для очистки поверхности ме­талла применяют различные способы, включающие механичес­кое удаление загрязнений, к которым относятся смыв водой, сдув сжатым воздухом, обработка поверхности листов щетка­ми, а также химический, электрохимический, ультразвуковой и электролитический методы очистки и применение моющих смазок.

Для снятия упрочнения, получаемого металлом при холодной прокатке, восстановления пластических свойств или придания других специальных свойств проводится термическая об­работкахолоднокатаного металла.

Одной из важнейших операций тех­нологического процесса производства холоднокатаных лис­тов является дрессировка. Она проводится для упрочнения поверхности отожженно­го металла с целью улучшения его последующей штампуемости, а также для правки металла и получения гладкой блес­тящей поверхности.

Дрессировка заключается в прокатке металла (в основном без технологической смазки) с относительными обжатиями от 0,25 до 3,5 %.

Для резки полос на листы устанавливают два – три агрегата поперечной резки.

Особое значение среди отделочных операций придается правке холоднокатаного металла. Правкахолоднокатаных листов осуществляется на роликоправильных и правильно-растяжных машинах.

В целях защиты металла от повреждений в процессе тран­спортировки производят упаковку готового проката, тип ко­торой зависит от вида проката и заказа, способа и продол­жительности транспортировки и др.

Готовый холоднокатаный металл поставляется в пачках листов или в рулонах. Пачки листов обвязывают упаковочной лентой толщи­ной, на которую навешивают бирку с основными данными отгружаемого металла. Для при­дания большей жесткости пачкам большой длины вместе с ними увязывают деревянные брусья в продольном и попереч­ном направлениях.

На некоторых заводах холоднокатаные листы перед увяз­кой обертывают одним или двумя слоями бумаги, которую промасливают или пропитывают парафином для предохранения листов от коррозии.

Обычно холоднокатаные рулоны перед упаковкой промасли­вают, затем увязывают одной полоской по периметру, обер­тывают бумагой сначала промасленной, а потом 2 – 3-слойной водонепроницаемой. Обернутый рулон увязывают снаружи по периметру и высоте. Рулоны тонкого металла, жести и другого металла с покрытиями устанавливают на деревянные брусья при перевозках в горизонтальном положении или на деревянные поддоны при перевозках в вертикальном положе­нии и увязывают совместно с ними.

Рулоны узкой полосы обертывают промасленной и упако­вочной бумагой (каждый рулон), а также в ряде случаев мешковиной, после чего увязывают, устанавливают на поддон и увязывают вместе с ним. При поставке крупными партиями часто из нескольких предварительно увязанных рулонов делают стопу, ставят ее на поддон, обертывают промасленной водонепроницаемой бумагой, а затем увязывают совместно с поддоном.

Контрольные вопросы

 

1. Чем отличаются заводы с полным металлургическим циклом от передельных?

2. Что такое профильный и марочный сортамент прокатной продукции?

3. Перечислите основные способы прокатки.

4. Что такое опережение и отставание при продольной прокатке?

5. Каковы основные деформационные и энергосиловые параметры процесса продольной прокатки.

6. По каким признакам классифицируют прокатные станы?

7. Какое расположение клетей в прокатных станах является наиболее совершенным?

8. Какой вид проката производится с применением универсальных клетей?

9. Какие технологические схемы производства проката используются на металлургических комбинатах?

10. В чем заключается подготовка исходного металла к прокатке?

11. Какова основная цель нагрева металла перед прокаткой?

12. Какими нежелательными явлениями сопровождается нагрев металла?

13. Перечислите основные способы охлаждения проката.

14. Какое оборудование применяется для порезки проката на мерные длины?

15. Назовите отделочные операции, применяемые в прокатных цехах.

16. Какое оборудование применяют для правки проката?

 

 

3 Прессовое производство