Вкр. ВКР. 1. 1 Причины износа и поломок валков
 Скачать 4.36 Mb.
|
|
Содержание Введение……………………………………………………………………...…….8 1 Основная часть………………………………………………………….………10 1.1 Причины износа и поломок валков………………………………….…….10 1.2 Посадка заготовок в нагревательные печи………………………….…….15 1.3 Технология нагрева заготовок……………………………….…….………16 1.4 Запуск, настройка стана……………………………………………….……17 1.5 Технология прокатки………………………………………………….……22 1.6 Производство термически упрочненного и ускоренно охлажденного проката ……………………………………………………………………...28 1.7 Охлаждение металла на холодильнике……………………………………29 2 Существующие положение по эксплуатации валков чистовой клети при прокатке № 10 А500с………………………………………………………31 2.1 Эксплуатационное состояние валков в цеху №1…………………….……31 2.2 Калибровка и основные дефекты профиля № 10А500С…………….……34 2.3 Система охлаждения рабочих калибров……………………………….…..38 3Мероприятия по увеличению стойкости калибра валков .................................40 3.1 Применение твердосплавных валков…………………………………...….40 3.2 Использование валков из других марок стали………………………..…...43 3.3 Водо-воздушное охлаждение рабочих калибров………………………….45 Заключение……………………………………………………………………..….48 Список используемой литературы…………………………………………....... Введение На ЕВРАЗ ЗСМК наблюдается постоянный спрос на №10 А500с. Свези с этим существует определенная проблематика, а именно прокатка данного профиля сопровождается низкой стойкостью калибров прокатных валков. Это приводит к большому количеству выхода несоответствующей продукции, быстрому износу валков и выводу их из эксплуатации. Для достижения максимальной износостойкости необходимо обеспечить улучшение условий работы валков, правильный выбор материала, способ упрочнения поверхности валка. Целью работы является разработка мероприятий по увеличению износостойкости калибров прокатных валков. При горячей прокатке существенно повышает износостойкость валков защита от воздействия высоких температур и правильный выбор системы их охлаждения. При охлаждении водой валки изнашиваются значительно быстрее, чем при воздушном охлаждении, хотя эффективность водяного охлаждения выше. Также многое зависит от самой воды и ее давления, подающее на валки стана. Износостойкость валков повышается с понижением запыленности воздуха в цехах (уменьшается абразивный износ) и поддержанием постоянной температуры зимой и летом. Износостойкие валки дают возможность вести прокатку изделий с жесткими допусками по размерам и получать изделия с весьма чистой и высококачественной поверхностью. Наряду с этим, увеличение срока службы валков приведет к сокращению времени простоев из-за перевалок, переходов, составляющих 10—15% от общего времени работы прокатных станов, и позволит увеличить выпуск дополнительного проката. В данной работе объектом исследования является калибр валков чистовой клети профиля № 10 А500С. Предметом исследования является причина его быстрого износа, выработки, сколов бурта, при сравнительно небольшом количестве прокатанных заготовок по сравнению с другими типами калибров (других профилей). В соответствии с поставленной целью, предметом и объектом исследования являются следующие задачи: Изучить технологический процесс в мелкосортном цехе № 1. Описать текущее положение и проблематику при прокатке №10 А500С. Рассмотреть ряд мероприятий по увеличению стойкости калибров. Подобрать оптимальное решение с минимальными затратами. Основная часть Причины износа и поломок валков. Прокатные валки — основной инструмент, эксплуатационные характеристики которого оказывают влияние на производительность прокатных станов и качество продукции. Расход валков — составная часть себестоимости прокатной продукции. Парк валков составляет значительную долю оборотных средств ЕВРАЗ ЗСМК. Влияние валкового хозяйства на экономику завода не ограничивается только его масштабами и величиной затрат. Велико также значение качества валков. Актуальность проблемы повышения эксплуатационных характеристик валков и, в первую очередь, их стойкости постоянно возрастает. Стойкость валков характеризуется продолжительностью их работы до полного износа. В зависимости от типа стана и сложности профилей стойкость валков колеблется в широких пределах. Обычно для оценки качества валков на заводе пользуются следующими показателями: - стойкостью комплекта валков между переточками; - стойкостью комплекта валков до полного износа; - удельным расходом валков. Стойкость комплекта валков между переточками характеризуется износом калибров. Чем меньше интенсивность износа, тем выше стойкость. Однако стойкость комплекта валков между переточками не всегда правильно отражает качество валков данного типа, так как бывают случаи неравномерной выработки валков, особенно на валках, имеющих дублирующие калибры. Также имеются случаи отправки невыработанных комплектов валков по причине окончания кампании прокатки одного профиля. Стойкость валков за установку или между переточками не всегда объективно характеризует качество валков. Более полно качество валков характеризует их стойкость до полного износа. Срок службы валков зависит от допускаемого уменьшения их диаметра и стойкости между переточками: чем больше допустимое уменьшение диаметра валков, тем больше срок их службы. Износ калибров на одном и том же комплекте валков происходит неодинаково. На выработку калибров влияют: -Величина обжатия и давление металла на валки; -Форма калибров; -Скольжение прокатываемого металла по валкам в очаге деформации вследствие неравенства катающих диаметров валков; -Температурные условия прокатки; -Охлаждение калибров валков; -Материал валка и его твердость. Кроме того, выработка калибров зависит от числа пропусков и длины прокатываемых в ней полос, состояние трущихся поверхностей, а также попадание в зону деформации продуктов истирания, окалины и т.д. Так как износ происходит под действием многочисленных факторов, определить степень влияния каждого из них весьма затруднительно. Одним из основных факторов, вызывающих неравномерность износа калибра, является работа сил трения, возникающих при скольжении прокатываемого металла в очаге деформации. Прокатные валки работают в очень тяжелых условиях. При наличии больших давлений имеет место скольжение прокатываемого металла в очаге деформации и, следовательно, появляются напряжения трения, под действием которых поверхность валков истирается, т.е. подвергается абразивному износу. При окислении поверхности валка возрастает коэффициент трения и, следовательно, увеличивается абразивный износ. Большое влияние на неравномерность износа фасонных калибров оказывает разная твердость на поверхности калибра. Чем больше твердость металла на поверхности ручья и равномернее по периметру калибра, тем выше его стойкость против износа, меньше влияют на износ технологические параметры прокатки и большее количество прокатанного металла. При расточке калибров на гладких отбеленных чугунных валках твердость поверхности калибров уменьшается с увеличением глубины вреза. Существенно влияет на износ калибра неравномерность (перепад) температуры раската между отдельными элементами профиля. Элементы профиля с пониженной температурой более интенсивно истирают соответствующие участки калибра вследствие повышения сопротивления металла деформации. Значительное влияние на срок службы валков оказывает интенсивность процесса прокатки. Частый ввод металла в валки с соответствующими «тепловыми ударами» ускоряет износ калибров. На поверхности валка всегда имеются микронеровности (впадины и выступы). Внедряясь под давлением в эти впадины, металл при скольжении раздвигает (расклинивает) выступы и образует микротрещины, которые постепенно углубляются, и начинается разрушение рабочей поверхности валка. Поверхность калибра сортопрокатного валка подвергается при прокатке попеременному нагреванию и охлаждению благодаря контакту калибра с нагретым металлом и последующему охлаждению валков водой, т.е. валок подвергается термоциклической нагрузке. В результате попеременного нагрева и охлаждения на поверхности валка появляется сетка разгара, представляющая мелкие хаотически расположенные трещины, соединяющиеся между собой (тепловой износ). Под действием высокого локального давления и высокой температуры частицы прокатываемого металла навариваются на поверхность валков или внедряются в микротрещины и вырывают частицы валков. Получаются дефекты износа «навары» и «выкрашивания». Большие термические и местные контактные напряжения в поверхностном слое валков толщиной 3-6 мм могут приводить к образованию поперечных или продольных трещин на поверхности валков. Интенсивное окисление металла валка в образовавшихся трещинах и знакопеременное нагружение вращающего валка способствует дальнейшему развитию этих трещин. Постепенно углубляясь, трещины приобретают кольцевой характер. Если глубина трещины превысит допустимую величину переточки, валок становится негодным для эксплуатации. Такие трещины являются одной из причин выхода валков из строя. Другой причиной выхода валков из строя являются поломки, которые могут иметь различный характер. По мере углубления кольцевой трещины «здоровая» часть валка, воспринимающая нагрузку при прокатке, уменьшается и, следовательно, напряжения в теле валка увеличиваются. Когда они достигнут предела прочности, валок ломается. Наряду с описанным усталостным характером нагружения валка причиной поломки валков может быть чрезмерная нагрузка при прокатке, дефекты изготовления валка, неправильная установка привалковой арматуры и др. Наблюдения показали, что поломка большинства прокатных валков вызывается неправильной установкой и настойкой валков, чрезмерной выработкой калибров и подшипников, а также при задаче полосы на бурт или в нерабочие калибры валков. Прокатка застуженного металла, характеризующегося повышенным сопротивлением деформации, особенно в валках с ослабленной вследствие неоднократных переточек, приводит к выводу из строя даже самых лучших валков. Различные нарушения (главным образом преувеличения) предусмотренного технологией режима обжатий также приводят к поломке валков. В результате чрезмерных обжатий в толще бочки создаются напряжения, превышающие сопротивления материала пределу изгиба, вследствие чего валок разрушается. Нарушение плавного захвата валками при изношенном оборудовании (наличие больших зазоров между муфтами и трефами, муфтами и шпинделями), работа «вал на вал» захват «под сокращение», когда при натянутой системе валок-муфта-шпиндель-шестеренный валок, представляющий в это время жесткий. Стержень, возникает мгновенное торможение системы и последующие резкое выбирание зазоров – все это приводит к большим динамическим нагрузкам при прокатке и преждевременному выходу из строя муфт, шпинделей, трефов и шеек рабочих валков, в первую очередь чугунных. Опасной в отношении поломки валка является пробуксовка металла. Буксовка металла в валках часто возникает в обжимных клетях, когда металл сильно нагрет. Пробуксовка металла, происходящая под большой нагрузкой, нередко вызывает очень высокие динамические нагрузки, опасные для прочности деталей, передающих крутящие моменты. Высокие динамические усилия — результат того, что нагрузка, под действием которой происходит пробуксовка, мгновенно снимается, а в соединениях деталей, передающих крутящий момент, появляются зазоры — «люфты», которые мгновенно же выбираются под максимальной нагрузкой в момент следующего захвата, внезапно прекращающего пробуксовку. Требования к валкам обусловлены рассмотренными причинами выхода валков из строя. Валки должны быть прочными, износостойкими, стойкими к выкрашиванию и отслоению рабочей поверхности, нечувствительными к образованию трещин (достаточно вязкими) и др. Для большинства валков главным, преобладающим требованием является какое-то одно из указанных требовании, а остальные требования выполняются на каком-то более низком уровне. Например, для валков заготовочного стана, где действуют большие усилия и моменты прокатки, главным требованием является прочность, а износостойкость не имеет большого значения, так как заготовки будут подвергаться дальнейшей прокатке на сортовых станах, в процессе которой значительная часть дефектов полупродукта может быть устранена. Наоборот, для чистовых валков прокатных станов, поставляющих готовую продукцию, основным требованием является высокая твердость и износостойкость рабочей поверхности, а прочность не имеет большого значения, поскольку усилия и моменты прокатки в чистовых клетях невелики. Рассмотрим технологию прокатки в мелкосортном цехе № 1. Схема расположения оборудования мелкосортного цеха №1, на котором производится арматурный прокат № 10 А500с представлено на рисунке 1.  Рис. 1 Схема распределения валков по размерам на мелкосортном цехе №-1 Посадка заготовок в нагревательные печи. Подготовленные для прокатки заготовки в соответствии с заказом и заданием на прокатку выданным начальником смены, поплавочно, вагонными нормами подаются краном с СГЗ ОЦ на загрузочные решетки стана. На каждую плавку, назначенную в посадку, учетчик ОЦ выдает карточку плавки сортировщику-сдатчику, в которой указывается: номер плавки, марка стали, количество штук, масса (т), прокатываемый профиль, НД, химический состав, назначение плавки. Карточка плавки передается сортировщиком-сдатчиком ОЦ посадчику стана до начала укладки заготовок на загрузочную решетку. Все исправления в карточке/паспорте должны подтверждаться подписью лица, внёсшего данное исправление с указанием фамилии и даты. Неактуальная информация должна быть перечёркнута. Актуальная информация должна быть легко читаема. Перекладывающим механизмом со шлепперов заготовки по одной подают на загрузочный рольганг. Нагревальщик металла 6-го разряда обеспечивает доставку карт и паспортов на плавки в помещение КИПиА нагревательных печей. Нагревальщик металла 5 разряда записывает на доске выдачи номер плавки, марку стали, количество посаженных заготовок и прокатываемый профиль. На загрузочном рольганге перед печами №1 и №2 установлены тензометрические весы «СТАН–3000/21М» для взвешивания заготовок. На ПУ №11 и ПУ №12 установлен АРМ «Посадчик» для автоматизированного учёта массы заготовок. Каждая заготовка плавки перед посадкой в печь останавливается на весах, поднимается с рольганга грузоподъемным устройством весов, взвешивается и затем опускается на рольганг. Взвешенные, годные заготовки подводящим рольгангом транспортируют к нагревательным печам и задают в печи. Раздел плавок осуществляется на клинкер-шлеппере с разрывом в 4 шага, а при производстве более 110 шт. в час - с разрывом в 2 шага. 1.3 Технология нагрева заготовок. Металл перед прокаткой нагревается в методических печах с шагающим подом. Печи двух зонные с торцевой посадкой и боковой выдачей заготовок. Передвижение заготовок через печь осуществляется шагающим подом. Цикл шагания пода состоит из 4-х движений: двух горизонтальных - вперед и назад, двух вертикальных - вверх и вниз. Шагающий под может передвигать заготовки, как в сторону выдачи, так и в сторону загрузки. Заготовки передаются на внутри печной рольганг сталкиванием их шагающим подом по водоохлаждаемой плите. Заготовки нагреваются до температуры 1180-1200 градусов и внутри печному рольгангу заготовки через боковые окна выдаются на стан. Каждая из печей может выдавать заготовки на обе нитки стана. Посад заготовок в печь производится через шаг балок. Печь отапливается смесью коксового и доменного газов с теплотой сгорания (2700 + 100) ккал/м3 давлением (400 ÷ 500) кгс/м2. Топливо сжигается в печи с помощью горелок низкого давления типа «труба в трубе» конструкции «Стальпроект», установленных в торцах сварочной и томильной зон. Воздух для горения давлением (550 ÷ 650) кгс/м2 подается с помощью дутьевого вентилятора и подогревается в металлическом трубчатом рекуператоре. Температура нагрева заготовок контролируется по показаниям пирометров, установленных после клети №3 черновой группы, с выводом информации на рабочие места нагревальщиков и в комнату мастеров. Температура раската после третьей клети черновой группы должна быть не менее 1050 0С при темпе выдачи металла из печи 50 и более шт./ч и не менее 1000 0С - при темпе выдачи (30 – 40) шт./ч. 1.4 Запуск, настройка стана. Запуск стана производится по команде мастера. Непосредственную команду на запуск каждого механизма в отдельности выдают вальцовщики седьмого разряда, бригадиры и старшие рабочие по участкам после окончания подготовительных работ с соблюдением правил охраны труда. Перед запуском механизмов, по требованию операторов постов управления, электрики производят сборку электрических схем приводов, а слесари – подачу смазки. Остановка стана производится операторами постов управления по команде мастера, а в аварийных ситуациях – по команде лица, обнаружившего аварийную ситуацию. При этом вальцовщики седьмого разряда и другие старшие рабочие после устранения неполадок могут самостоятельно дать команду на запуск механизмов на своем участке, получив разрешение слесарей и электриков и убедившись в безопасности для персонала. При запуске стана операторы постов управления должны соблюдать следующие требования: включать привод только после подачи звукового сигнала (предупредительный сигнал продолжительностью не менее 10 с, выдержка времени не менее 30 с, убедиться, что никому не угрожает опасность, после чего перед, пуском оборудования, подать второй сигнал продолжительностью 30 с); включать привод только по разрешению дежурного электрика и слесаря по смазке и гидравлике; обороты двигателей рабочих клетей устанавливать выше минимальных на (10 - 15) %; при отказе включения, повторное включение производить по отдельному разрешению дежурного электрика; во время запуска следить за показаниями приборов – амперметра и таховольтметра: если при этом стрелка амперметра отклонится за предельную красную черту, двигатель немедленно должен быть отключен; следующий механизм включать только после запуска предыдущего; изменение оборотов производить плавно, без рывков, резкое изменение оборотов допускается только при проверке рабочей отсечки привода. Настройка стана производится после замены клетей, перехода с профиля на профиль, в случае получения профиля, не соответствующего геометрическим размерам, предусмотренным НД. Окончательная настройка клетей осуществляется вальцовщиками групп после установки клетей в линию стана. На чистовых горизонтальных клетях станинного типа контролируется положение подвесок и перекос валков. Если зазоры по буртам различаются друг от друга, то регулировку производят раздельным управлением нажимными механизмами до устранения перекоса. Допустимый перекос валков – 0,2 мм. На клетях №16 (22) и №17 (23) при прокатке «слиттингом» перекос валков не допустим. Величина зазора контролируется щупом. После установки зазоров, клеть проверяется на наличие люфтов в подушках при помощи ломика. Соосность привалковой арматуры и калибра проверяется с помощью лампы «на просвет», углы кантовки проверяются шаблоном или угломером. Перекос коробок привалковой арматуры относительно линии прокатки не допускается: при перекосе коробок привалковой арматуры в вертикальном направлении проверяется наличие посторонних предметов в пастели каретки; при перекосе коробок привалковой арматуры в горизонтальном направлении проверяется шпоночная посадка и при необходимости коробка заменяется. Угол кантовки выставляется поворотом кантующей головки с роликами на 25° и контролируется угломером. При производстве проката «слиттингом» не приводное роликовое делительное устройство устанавливают на выходе из №15 (21) на расстоянии, не превышающем межосевое расстояние между валками, формирующими сочлененный профиль, и роликами не приводного делительного устройства. Расстояние определено по зависимости: |