ТЕМА: ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА листов
П л а н :
Введение.
1. Сортамент.
2. Технологический процесс и оборудование стана.
Схема расположения оборудования.
3. Понятия о калибровке валков.
4. Качество продукции и основные деффекты.
5. Перспективы развития способа производства.
6. Технико-экономические показатели.
Литература.
Введение.
Холодная прокатка по сравнению с горячей имеет два больших преимущества: во-первых, она позволяет производить листы и полосы толщиной менее 0,8-1 мм, вплоть до нескольких микрон, что горячей прокаткой недостижимо; во-вторых, она обеспечивает получение продукции более высокого качества по всем показателям - точности размеров, отделке поверхности, физико-механическим свойствам. Эти преимущества холодной прокатки обусловили ее широкое использование как в черной, так и в цветной металлургии.
Вместе с тем необходимо отметить, что процессы холодной прокатки являются более энергоемкими, чем процессы горячей прокатку При холодной деформации металл упрочняется (наклепывается), в связи с этим для восстановления пластических свойств приходится проводить отжиг. Технология производства холоднокатаных листов включает большое число переделов, требует применения сложного и многообразного оборудования.
В настоящее время доля холоднокатаных листов в общей массе тонколистового проката составляет около 50 %. Производство холоднокатаных листов, полос и лент продолжает интенсивно развиваться. Основную массу (примерно 80%) холоднокатаных листов составляет низкоуглеродистая конструкционная сталь толщиной 0,5-2,5 мм, шириной до 2300 мм. Такую тонколистовую сталь широко используют в автомобилестроении, поэтому часто ее называют автолистом. Методом холодной прокатки производят почти всю жесть - продукцию, идущую в больших количествах для изготовления пищевой тары, в частности консервных банок. Материалом для жести также служит низкоуглеродистая сталь, но в большинстве случаев жесть выпускают с защитным покрытием, чаще всего - оловянным. Жесть прокатывают в виде полос толщиной 0,07-0,5 мм, шириной до 1300 мм. К числу распространенных видов холоднокатаной продукции также относятся: декапир (травленая и отожженная сталь, применяемая при производстве эмалированной посуды и других изделий с покрытиями), кровельный лист (часто выпускается оцинкованным), низколегированные конструкционные стали. Особо следует отметить две важные группы легированных сталей - коррозионностойкую (нержавеющую) и электротехническую (динамную и трансформаторную).
В цветной металлургии холодная прокатка применяется для получения тонких полос, листов и лент из алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, никеля, титана, цинка, свинца и многих других металлов. Наименьшую толщину имеет фольга. Например, алюминиевая фольга выпускается в виде полос минимальной толщиной 0,005мм, шириной до 1000-1500 мм. Разнообразие сортамента холоднокатаной листовой продукции обеспечивается применением прокатных станов различной конструкции, с очень разными техническими характеристиками и уровнями производительности.
1. Производство электротехнической листовой стали
Электротехническая сталь условно делится на динамную и трансформаторную. Само название этих сталей указывает на области их применения. Динамная сталь используется в основном для изготовления электромоторов (динамо-машин) и генераторов, трансформаторная - для изготовления трансформаторов и различных электромагнитных приборов. Электротехнические стали работают в условиях перемагничивания переменным током и должны иметь низкие ваттные (гистерезисные) потери и высокую магнитную индукцию.
Для обеспечения указанных физических свойств сталь должна содержать большое количество кремния и минимальное, как можно меньшее количество углерода и других примесей. Обычно содержание кремния находится в пределах: в динамной стали - 1-1,8%, в трансформаторной - 2,8-3,5 %. Кроме того, сталь должна иметь особую структуру - крупнозернистую и текстурованную. К числу стандартизованных марок электротехнической стали относятся: Э11, Э12, Э13, Э21, Э22, Э31, Э32, ЭЗЮ, Э320, ЭЗЗО и др.(Буквы и цифры мерках электротехнической стали обозначают; Э – электротехническая сталь; перввя цифра — степень легирования стали кремнием: вторая цифра — гаранторовавнные электрические и магнитные свойства; ноль (0) в конце марки означает, что сталь холоднокатаная текстурованная, два нуля (00) - малотекстурованная).
Электротехнические стали выпускаются в виде полос и листов толщиной 0,2-1,0 мм (чаще всего 0,35 и 0,5мм), шириной до 1000мм. Распространенные размеры листов в плане 750 х 1500 мм и 1000 х х 2000 мм. Исходной заготовкой служат горячекатаные полосы толщиной 2-4 мм, поступающие в рулонах с непрерывных станов или станов с печными моталками.
Сопротивление деформации и пластичность электротехнических сталей сильно зависят от процентного содержания кремния. Увеличение его количества в стали приводит к повышению сопротивления деформации и резкому падению пластичности. Поэтому холодная прокатка трансформаторной стали осуществляется значительно труднее, чем прокатка динамной.
2. Технологический процесс и оборудование стана.
Схема расположения оборудования.
Холодная прокатка трансформаторной стали на отечественных заводах осуществляется на одноклетевых реверсивных(рис.1), трехклетевых и пятиклетевом непрерывных и многовалковых станах.
Обязательным условием прокатки трансформаторной стали с большим обжатием является наличие мощного прокатного оборудования пятиклетевых непрерывных либо одноклетевых многовалковых станов и применение высокоэффективных технологических смазок. Сопоставление данных о силовых условиях деформации трансформаторной и малоуглеродистой сталей на одном и том же стане при относительно одинаковых условиях прокатки позволяет сделать вывод, что давления и расход энергии при прокатке трансформаторной стали на 10—15% больше, чем при прокатке малоуглеродистой стали. При увеличении содержания кремния в стали значительно повышается сопротивление металла деформации. Удельное давление металла на валки при холодной прокатке стали с содержанием 4% Si; в четыре раза, а с содержанием 3,5 Si в 2,5 раза больше, чем при прокатке стали 1% Si.
Принятые при холодной прокатке трансформаторной стали интенсивные обжатия в первом пропуске (35—45%) в результате значительной деформации обеспечивают нагрев полосы до 100—150° С, что благоприятно влияет на процесс прокатки рулона в последующих пропусках, так как нагрев полосы до такой температуры (в результате деформации) приводит к значительному снижению сопротивления деформации при прокатке.
Для обезжиривания полосы после холодной прокатки могут быть применены различные способы, в том числе электролитический, химический, ультразвуковой.
В настоящее время для обезжиривания рулонов химическим способом применяют растворы следующего состава, г/дм3:
Сода кальцинированная . . . . . . 50
Тринатрийфосфат .........20
Каустическая сода ......... 5
Эмульгатор ОП-7 ......... 3
Решающее влияние на качество холоднокатаной трансформаторной стали оказывает термическая обработка — предварительный, промежуточный и окончательный высокотемпературный отжиги.
Изменения магнитных характеристик трансформаторной стали при термической обработке вызываются: а) изменением формы углерода (лучшие свойства получаются, когда углерод находится в виде графита); б) выгоранием углерода и дегазацией металла; в) увеличением размеров зерен; г) рекристаллизацией наклепанной стали (при которой происходит снятие внутренних напряжений, изменение величины зерен и их ориентация),
Промежуточный рекристаллизационный отжиг холоднокатаной трансформаторной стали необходим для снижения твердости ленты после первого передела холодной прокатки. Опыт работы показал, что такой отжиг трансформаторной стали в колпаковых печах с различной защитной атмосферой практически не влияет на снижение содержания углерода в стали.
Высокотемпературный отжиг холоднокатаной трансформаторной
стали проводится в колпаковых печах при 1100—1200° С в вакууме или в сухом водороде.
При высокотемпературном отжиге происходит укрупнение зерен феррита, коагуляция включений, изменение формы углерода и уменьшение количества вредных примесей в стали.
В последние годы для обезуглероживания и окончательного отпуска трансформаторной стали строили башенные и горизонтальные печи, характеризующиеся высокой производительностью, позволяющие проводить значительноеобезуглероживание металла.
Рис. 21. Линия термической обработки трансформаторной стали с башенной печью;
а — камера нагрева; б — камера выдержки; в — камера регулируемого охлаждения;
г — камера ускоренного охлаждения; д — камера обдувки; 1 — разнатыватель;
2 — гильотинные ножницы; 3 — тянущие ролики; 4 — сварочная машина; 5 — струйно-щеточные машины; С — ванна электролитического обезжиривания; 7 — сушилка;
8 — петлевые ямы; 9 — башенная печь; 10 — установка Для нанесения защитного покрытия; 11 — моталка.
На рис. 21—24 показаны агрегаты для термической обработки трансформаторной стали, а на рис, 132 — отделение элект