Файл: 6 Охрана труда и техника безопасности в цеха 66 7 Вопросы экономики и организации производства 71.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 134

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Печь Стан ЦХП Агрегаты поперечной резки Агрегаты продольной резки Упаковка, отгрузкаРис.2.1 Технологическая схема производства.Склады металла в прокатных цехах организуют по двум причинам. Во-первых, на складах ведут некоторые технологические процессы подготовки металла к прокатке и отделке: зачистку, охлаждение, а также сортировку, упаковку, отгрузку. В этой роли склады несут технологическую нагрузку, на их площадях устанавливают необходимое оборудование, устраивают полигоны для немеханизированной обработки, транспортные вводы. Во-вторых, их используют как буферные ёмкости при рассогласовании режимов смежных обрабатывающих агрегатов.По месту в технологическом потоке цеха различают склады слябов организуемые на входе в цех, склады готовой продукции на выходе из цеха и промежуточные или межоперационные склады.Принципиально новой и прогрессивной схемой организации складов в прокатных цехах является полное разделение операций отделки и складирования и использование складских помещений только по их прямому назначению. [7]Прокат по ЕN-10130-2006 Прокат по ЕN-10268-2006 Исходным материалом для производства холоднокатаных полос и листов служат горячекатаные полосы толщиной 1,8-6,0 мм, поступающие в цех холодной прокатки в рулонах.Конечной продукцией цехов холодной прокатки рассматриваемого типа являются листы и полосы толщиной 0,3-3,0 мм, шириной до 2350 мм, из углеродистой стали обыкновенного и повышенного качества, а также из низколегированных сталей. Значительная часть листов и полос выпускается с защитными антикоррозионными покрытиями - цинковым, алюминиевым, полимерными и др.Поверхность исходных горячекатаных полос покрыта окалиной (оксидами). Если проводить холодную прокатку заготовок в таком состоянии, то окалина будет вдавливаться в металл, резко ухудшая качество его поверхности. Кроме того, окалина, обладая относительно высокой твердостью, способствует износу прокатных валков. Поэтому первой необходимой технологической операцией является удаление окалины с поверхности горячекатаных полос.Существует ряд способов удаления окалины, однако широкое, практическое применение получили два: химический и механический. Химический способ заключается в растворении оксидов в кислотах; механический - в осуществлении пластической деформации, способствующей отлущиванию окалины с поверхности полосы, или дробеметной (дробеструйной) обработке. В настоящее время оба эти способа чисто применяются совместно, причем химический, называемый травлением является основным, а механический – предварительным [4].Перед поступлением полосы в травильные ванны производится дополнительное механическое разрушение окалины. Для этого применяется дрессировочная клеть или машина пластического растяжения.Травление ведется в водном растворе серной или соляной кислоты.Использование соляной кислоты в качестве травильной среды имеет ряд существенных преимуществ. Прежде всего, соляная кислота является более активной, чем серная, особенно по отношению к оксидам, что позволяет сократить время травления. Качество поверхности полос после обработки в соляной кислоте лучше, чем после работки в серной. Сокращается выделение водорода, в связи с чем уменьшается опасность возникновения водородной хрупкости. Соляная кислота легче и полнее удаляется с поверхности полос в промывных ваннах.Протравленные и промасленные полосы в рулонах поступают на стан холодной прокатки Чаще всего это четырех- или пятиклетевой непрерывный стан. Рис.2.2 - Схемы непрерывных станов порулонной (а) и бесконечной (б) прокатки: 1-разматыватели; 2-рабочие клети; 3-моталки; 4-ножницы; 5-стыкосварочная машина; 6-петлеобразующее устройство; 7- летучие ножницыРулоны цепным транспортером подаются в разматыватель стана. Передний конец полосы отгибается специальным устройством и задается в тянущие ролики, которые подводят полосу к валкам первой клети. Рис. 2.3 - Схема клети с гидромеханическим нажимным устройством и системой автоматического регулирования толщины полосы: 1 - нажимной винт; 2 - гидроцилиндры с плунжерами; 3 - месдоза; 4 - толщиномер; 5 - управляющее устройство; 6 - регулятор давления жидкости; 7 - насосПройдя через все клети (с заданным обжатием), передний конец полосы попадает на барабан моталки. С помощью захлестывателя, начинается намотка полосы на барабан. Все указанные начальные операции выполняются на малой, заправочной скорости (0,5-2,0 м/с). После намотки на барабан 3-4 витков полосы стан переводится на рабочую скорость (25-30 м/с). Когда прокатка рулона завершается и в разматывателе остается 2-3 витка полосы, скорость стана снова снижается до заправочной. Если поступающие на стан рулоны составлены (сварены) из нескольких полос, то прокатка сварных швов также осуществляется на пониженной скорости (около 5 м/с).Следующий основной технологической операцией - после прокатки- является отжиг, который необходим для устранения наклепа, полученного при холодной деформации, и восстановления пластических свойств металла. Температура нагрева металла (низкоуглеродистой стали) 650-720 ˚С. С точки зрения структурных превращений этот отжиг является рекристаллизационным.Отжиг осуществляется в колпаковых печах в рулонах (иногда в пачках) или в непрерывных агрегатах с протяжными печами.После отжига тонколистовая сталь подвергается дрессировке. Этим термином обозначается процесс отделочной холодной прокатки с очень небольшим обжатием, обычно в пределах 0,8-1,5%. Дрессировка полос толщиной более 0,3 мм ведется в один пропуск [4].В процессе дрессировки тонкие приконтактные слои металла обжимаются в валках и впоследствии при штамповке линии сдвига на поверхности не проступают. Помимо сказанного, дрессировка дает и другие положительные эффекты; уменьшается волнистость и коробоватость полос, несколько улучшаются механические свойства металла (предел текучести немного понижается, прочность увеличивается), формируется необходимый микрорельеф поверхности продукции.Иногда дрессировка является последней технологической операцией в цехе холодной прокатки. После дрессировки часть рулонов может отгружаться потребителям в неразделенном виде, но большая часть их поступает на разделочные агрегаты для поперечной и продольной резки на листы и более узкие полосы по заказам.Важно отметить, что в настоящее время значительное и растущее количество тонколистовой холоднокатаной стали выпускается с защитными антикоррозионными покрытиями, в первую очередь - цинковым и полимерными. Нанесение цинкового покрытия осуществляется методом погружения в расплав цинка (горячее цинкование) или электролитическим методом. При горячем цинковании толщина покрытия достигает 50 мкм, при электролитическом - до 10 мкм. Наибольшее применение получил способ горячего цинкования.Дефекты холоднокатаных листов и полосВиды дефектов холоднокатаных листов и полос очень многочисленны. Некоторые из них специфичны, т.е. относятся только к какому-либо конкретному виду продукции.. Несоблюдение точности размеров и формы листов и полос.Поскольку холоднокатаные листы в основной массе значительно тоньше, чем горячекатаные, на первый план выходят такие дефекты, как поперечная и продольная разнотолщинность, волнистость, коробоватость. Причиной образования разнотолщинности проката является непостоянство условий деформации:изменение температуры заготовки;изменение диаметра валков вследствие их нагрева;эксцентриситет и неоднородность структуры рабочих валков;прокатка конца полосы без натяжения.Для получения продукции с минимальной разнотолщинностью прежде всего должны быть использованы все меры, направленные на стабилизацию условий прокатки. Большое значение имеет выполнение следующих требований: минимальная исходная разнотолщинность заготовки (подката), минимальный температурный перепад по длине полосы при горячей прокатке, постоянство коэффициента трения и натяжений и др. При изготовлении и подготовке валков к прокатке необходимо добиваться минимального их биения при вращении в подшипниках рабочей клети.Предупреждение их достигается оптимальной профилировкой валков, применением противоизгиба, введением автоматического управления процессом прокатки.Нарушение сплошности металла.Основной причиной возникновения дефектов такого рода (дыры, трещины, рваная кромка, плены, расслоения и др.) является плохое качество металла исходной горячекатаной заготовки.Дефекты поверхности листов и полос относятся к числу наиболее распростаненых.При травлении горячекатаных полос возможнынедотрав и перетрав. В первом случае на поверхности полосы остаются темные полосы или пятна нестравленной окалины; во втором - поверхность металла получается грубо шероховатой, разъеденной кислотным раствором. Распространенным видом повреждения холоднокатаных листов и полос является вкатанная металлическая крошка. Дефект возникает в результате попадания кусочков металла на поверхность прокатываемой полосы.Отклонения по структуре и физико-механическим свойствам металла зависят главным образом от выполнения предписанных режимов термической обработки. Вместе с тем следует иметь в виду большое влияние режимов деформации, которые должны быть выбраны с учетом конечных свойств металла [5].3. Выбор технологического оборудования3.1 Выбор оборудования для проката ГОСТ 16523-97Описание технологического процесса и оборудования стана начинается с со- ставления схемы расположения оборудования стана с перечнем всех основных ме- ханизмов по ходу технологического потока.Схема расположения оборудования стана 2000 ПАО «ЧМК» изображена на рисунке 2. Экспликация к схеме расположения оборудования стана 2000 ПАО «ЧМК» расположена в таблице 3.1Таблица 3.1 Экспликация к схеме расположения оборудования стана«2000» Позиция Наименование 1 Печи нагревательные 2 Окалиноломатель вертикальный 3 Клеть дуо черновая уширительная 4 Клеть кварто универсальная 5 Ножницы горячей резки 6 Машина передвижная роликовая правильная 7 Печь подогревательная роликовая 8 Ножницы летучие для обрезки концов полосы 9 Окалиноломатель дуо чистовой 10 Клети кварто чистовые непрерывной группы 11 Рольганг отводящий 12 Моталки 13 Транспортер рулонов и моталок 14 Транспортеры-холодильники толстых листов 15 Ножницы дисковые с кромкокрошителем 16 Ножницы поперечной резки 17 Листоукладчик 18 Ножницы гильотинные с полем «гусиных» шеек 19 Стеллаж 20 Агрегат термообработки листов 21 Машины травильные 22 Агрегаты резки 23 Транспортер подъемный горячих рулонов в цех холоднойпрокатки Рис.3.1- Схема расположения оборудования стана 2000Стан, построенный в 1963 г. и размещенный в четырех пролетах, состоит из реверсивной клети 2000 и непрерывной группы 1700, предназначен для прокатки листов толщиной 6-20 мм, шириной 600-2000 мм на клети 2000 и толщиной 2-6 мм, шириной до 1550 мм на непрерывной группе 1700 из углеродистых низколегированных, легированных и коррозионностойких сталей, а также двухслойных листов. Исходной заготовкой служат слябы размером (90-190)×(600-1090) мм. Размеры слябов коррозионностойких сталей (115-180)×(600-1050) мм, а заготовок для прокатки двухслойной стали – (160-240)×(640-1170) мм. Длина заготовок 1600- 2000 мм для стана 2300, 2000-4000 для стана 1700. Слябы поступают в цех на железнодорожных вагонах и складируются по маркам стали и размерам. Площадь склада незачищенных слябов 2300 м2 , зачищенных – 3000 м2 . Слябы углеродистых и низколегированных сталей зачищают газокислородными резаками на стеллажах зачистки. Легированных и коррозионностойкие стали зачищают на механизированных наждачных станках типа ХШ 7- 10 и А-1459. Максимальная скорость шлифования 50-60 м/с. Склад обслуживают мостовые краны грузоподъемностью 8, 15-3 и 50/10т. Подготовленные слябы кранами подают на подъемно-опускающиеся столы нагревательных печей 1. Грузоподъемность стола 980 кН, рабочий ход 1 м, максимальный ход 1,06 м, ширина стола 1,3 м, скорость подъема 40 мм/с. Со столов слябы четырьмя сталкивателями усилием по 29 кН сталкиваются при максимальном ходе 2,55 м и рабочем 2,1 м по одному на загрузочный рольганг. Нагрев всех слябов и подогрев транспортной стали ведут в четырех четырехзонных методических печах (ширина в свету 5,0 м, длина пода 2,45 м) с нижним подогревом, торцевой загрузкой и выдачей. Температура нагрева металла 1200 °С [8]. Максимальный темп выдачи 90 шт./ч. Печи отапливаются коксодоменной смесью с теплотой сгорания 330-490 кДж/м2 . 19 Через нагревательную печь слябы продвигаются со скоростью 0,2 м/с сдвоенным толкателем с усилием толкания 870 кН на две штанги при рабочем ходе 2,0 м, максимальном 3,5 м. В каждой зоне – по пять (всего 20) инжекционных горелок. Давление газа у горелок 200 кПа. Воздух подогревается в керамических рекуператорах до 450-500 °С. Газ подогревается в трубчатых рекуператорах до 200-250 °С. Посад в печи холодный [5]. Для высокотемпературного нагрева стали имеются четыре двухзонные толкательные печи с машиной безударной выдачи. Режим работы периодический. Размеры печи: ширина в свету – 4980 мм, длина пода – 14400 мм. Температура нагрева металла до 1400°С, температура посада 1200 °С. Максимальный темп выдачи 48 шт./ч. Печи отапливаются природным газом теплотворной способностью 200 кДж (пять горелок в первой зоне семь во второй). Тип горелок – труба в трубе. Транспортируют слябы между транспортными рольгангами методических и высокотемпературных печей при помощи граблевого подъема. Время подъема или опускания траверзы 2,0 с, движения тележки 2,3 м/с, высота подъема штанг траверзы 300 мм. Механизм подъема траверзы приводится от 55 кВт электродвигателя постоянного тока Д-810, механизм перемещения тележки – от 37 кВт двигателя постоянного тока Д-808. Задают и проталкивают слябы через печь сдвоенным толкателем с усилием толкания двух штанг 1,28 МН, приводимых от двух 70 кВт электродвигателей постоянного тока Д-812. Скорость толкания садки 0,07 м/с. Передают нагретые слябы из печи на рольганг стана специальным подъемным устройством. Максимальный рабочий ход тележки 3400 мм, рабочее усилие на штанге механизма передвижения при перемещении тележки 14,8 кН, максимальное усилие на штанге механизма передвижения 29 кН, скорость перемещения тележки 0,3-1,0 м/с, высота подъема траверзы тележки 30 см, время подъема или опускания 2 с, допускаемое кратковременное усилие захвата траверзы при подъеме 138 кН. 20 Для промежуточного подогрева подкатов, предназначенных для дальнейшей прокатки на чистовой непрерывной линии, перед ней в потоке стана установлена шестизонная роликовая проходная печь. Скорость пода, м/с: при загрузке и выдаче металла из печи 1,5-3,7, при покачивании 0,5 м/с, транспортная 3,7-5,8 м/с. Размеры подогреваемого листа (10- 24)×(600-1500)×(5000-35000) мм; масса 0,8-3,45 т. В печи 92 ролика диаметром 165 мм, шаг роликов 580 мм. Охлаждаются ролики водой. Сверху и снизу проходящей полосы установлено 58 инжекционных горелок. Воздух подогревается в металлических трубчатых рекуператорах до 400 °С. При посадке в печь подкаты имеют температуру 900 °С и подогреваются до 1100 °С, а из нержавеющих сталей – до 1160 °С. Пролет печей обслуживается 10-т мостовыми кранами. Стан полосовой полунепрерывный имеет две линии: 2300 и 1700. Нагретые слябы по рольгангу поступают в черновой вертикальный нереверсивный двухвалковый окалиноломатель для обжатия боковых кромок сляба и скалывания окалины. За окалиноломателем установлен гидросбив. Рольганг снабжен направляющими передвижными линейками реечного типа с приводом с 16 кВт электродвигателя. Диаметр валков окалиноломателя 900-1000 мм, длина бочки 700 мм, материал – сталь 55Х. Рабочий раствор валков 550-1200 мм, скорость установки 7,35 мм/с. Станина окалиноломателя литая, стальная. Максимальное усилие металла на валки 3 МН. Скорости прокатки 1,0 и 1,46 м/с, допускаемое обжатие 1- 5 % от ширины сляба, но < 30 мм. Разбивка ширины сляба до необходимой ширины раската и получения подката для универсальной клети проводится в уширительной реверсивной двухвалковой клети 3. Толщина подката должна быть не менее двухкратной толщины листа. Температура металла: перед универсальной клетью 1100-1200°С, начала прокатки > 1050-1020 °С, конца прокатки 800-950 °С в зависимости от толщины прокатываемых листов и стали. Станины универсальной клети закрытого типа из стали 21 ЗЛ-Ш. Высота окна станины 3700 мм, ширина 1430 мм, расстояние между осями 3100 мм. Диаметр рабочих валков 980-1100 мм, длина 2300 мм, материал – сталь 60ХН, масса валка 26 т. Максимальный подъем верхнего валка 47 см, скорость 2- 40 см/с. Вкладыши подушек рабочих валков текстолитовые. Диаметр нажимного винта 48 см, шаг нарезки 48 мм, смазка циркуляционная жидкая. Уравновешивание верхнего валка гидравлическое, давление в цилиндре 9,8 МПа. Привод валков от 2,56 МВт электродвигателя постоянного тока ПБК 380/125 (25/50 об/мин). Шпиндельное устройство универсальное. Материал шпинделей – сталь 40Х, угол наклона – 0,033 рад. Шестеренная клеть двухвалковая. Диаметр начальной окружности 1100 мм. Перед уширительной клетью установлен рольганг с восемью коническими роликами для поворота слябов при разбивке ширины. Диаметр бочки роликов 400/320 мм, длина 3090 мм, шаг роликов 340 мм. Привод рольганга от двух 46 кВт двигателей ДП-62 (760 об/мин), ip = 3,5. Манипуляторные линейки перед уширительной клетью предназначены для перемещения и установки раската по оси прокатки. Максимальная масса устанавливаемых заготовок 5,5 т, скорость движения линеек 0,6; м/с, максимальный раствор 3,4 м, минимальный 0,9:м. Привод манипулятора гидравлический [6]. Универсальная клеть 2300 предназначена для прокатки подката толщиной 40-45 мм в листы толщиной 6-20 мм или подката для линии 1700 толщиной 18 мм и содержит вертикальные и горизонтальные валки. Диаметр вертикальных рабочих валков 550-600 мм, длина бочки 250 мм, материал сталь 45; подшипник качения конические; привод от 200/300 кВт электродвигателя постоянного тока МПВ 42,3/78 (500/1000 об/мин), передаточное число привода вертикальной клети – ip = 5,6. Величина раскрытия вертикальных валков 55-210 см, скорость установки валков 8,13 мм/с. Горизонтальные валки собраны в четырехвалковую реверсивную клеть. Диаметр бочки рабочих валков 700-750 мм, длина 2300 мм, материал – легированный 22 двухслойный чугун; подшипники четырехрядные, роликовые конические. Диаметр бочки опорных валков 1300-1400 мм, длина 2300 мм, материал – сталь 90ХФ или 60 ХН, подшипники четырехрядные роликовые конические. Максимальный рабочий раствор валков 200 мм, минимальный – 100 мм. Скорости установки валков 1,5-10-15 м/с. Диаметр нажимного винта 520 мм, шаг упорной резьбы 24 мм, уравновешивание верхнего валка гидравлическое (давление в цилиндре 9,8 МПа). Станина клети закрытого типа из стали ЗЛ-III. Привод клети от 4560 кВт электродвигателя постоянного тока ПБК 250/145-2 (70/120 об/мин), скорость прокатки 1,5-5,1 м/с. Шпиндельное устройство универсальное, материал шпинделей сталь 34ХН3М, диаметр тела шпинделей 36 см; длина по осям шарниров 3,8 м, максимальный угол наклона 3°. Уравновешивание шпинделей: нижнего – пружинное, верхнего – гидравлическое. Перевалка клети осуществляется с помощью перевалочных тележек. Рабочие валки, также валки окалиноломателей меняют при помощи ребристых муфт одним мостовым краном грузоподъемностью 980 кН. После универсальной клети технологический процесс делится на два потока: производство листов и рулонов. В первом потоке листы, прокатанные на универсальной клети до необходимой толщины подаются рольгангами к гильотинным ножницам и дальше – к правильной машине горячей правки.Гильотинными ножницами горячей резки удаляют передний и задний концы листа размерами (4-20)×(600-2100) мм. Усилие резания 1176 кН, длина режущей кромки ножа 2300 мм, число резов в минуту 16, наибольшее раскрытие ножей 95 мм, температура горячей резки > 700 °С. Ножницы оборудованы гидросбрасывателем обрезков. Давление в гидросистеме 5 МПа. Привод от 80 кВт электродвигателя (584 об/мин). Рольганг перед ножницами снабжен раздвижными линейками. Максимальный раствор линеек 240 см, минимальный 75 см, скорость раздвижения 25 мм/с, 23 привод от 7,5 кВт электродвигателя (905 об/мин). Семироликовая передвижная правильная машина: толщина выправляемых листов 4-35 мм, температура ≥ 700°С, диаметр роликов 300 мм, длина – 2500 мм, привод осуществляется от двух 100 кВт двигателей (584 об/мин), скорость правки 1,93 м/с. При дальнейшей прокатке полосы на стане 1700 правильную машину отодвигают и на ее место устанавливают рольганг с индивидуальным приводом роликов. Механизм передвижения правильной машины приводится от 28 кВт электродвигателя (680 об/мин). За правильной машиной установлены рольганг и опускающийся упор, ход пневматического цилиндра которого 100 мм, давление воздуха в цилиндре (0,4- 0,5 МПа), диаметр цилиндра 250 мм, ход щита упора 90 мм. Выправленные листы передаются для охлаждения в зависимости от стали на воздухе – на шлепперах (малоуглеродистые, легированные и нержавеющие стали) и в защищенных от сквозняков штабелях > 24 ч (высокоуглеродистые и инструментальные стали). Во втором потоке листы из нержавеющей стали поступают в роликовую печь, где нагреваются до 1100-1160 °С. Нагретая полоса поступает по рольгангу к летучим ножницам, на которых при необходимости обрезают передние и задние концы, после чего подкат передают в чистовую группу стана. Летучие ножницы барабанного типа приводятся 630 кВт электродвигателем (750 об/мин), наибольшее разрезаемое сечение (10-24)×1550 мм, длина ≥ 6800 мм. Скорость движения полосы 0,6-2,0 м/с. Температура разрезаемого металла 900- 1000 °С. Усилие реза 1480 кН. Точность реза ± 25 мм. Чистовая группа клетей состоит из окалиноломателя с горизонтальными валками и шести четырехвалковых клетей, расположенных последовательно одна за другой. Расстояние между клетями 6 мм. Станины закрытого типа, литые. Рабочий подъем верхнего рабочего валка 90 мм, максимальный подъем верхнего рабочего валка при перевалке 250 мм. Максимальное усилие металла на валки 24 29,5 МН. Клети снабжены устройством для перевалки, проводками и петледержателями. Валки клетей №3 и №4 приводятся от главных двигателей через редуктор, остальные – непосредственно от двигателей через шестеренные клети. Скорость прокатки в последней чистовой клети ≤ 11 м/с. Шестеренных клети двухвалковые. У рабочих клетей №3-№5 шестеренные клети 800, а у рабочих клетей №6-№8 шестеренные клети 700. Зубьев шестеренных валков 22, угол зацепления 20°. Редукторы главных приводов клетей №3 и №4 цилиндрические, одноступенчатые А3 = А4 = 220 мм, iз = 4,82, число зубьев шестерни редуктора 34, колеса редуктора 164; четвертой клети zшз = 34, zкз = 164, i4 = 3,0; zш4 = 50, zк4 = 150 соответственно; наибольший передаваемый рабочий момент 1,45 МН·м. Для регулирования поперечной разнотолщинности и профиля горячекатанных полос на клетях №7 и №8 установлены системы противоизгиба рабочих валков. Давление масла в системе 10,0 – 12,0 МПа, максимальное расширяющее усилие 1,1 МН. В каждой подушке по четыре плунжера диаметром 180 мм, рабочий ход плунжера 20 мм. Рольганг из 161 ролика за чистовой группой делится на три: первый – непосредственно за чистовой группой, второй – промежуточный, на котором полоса охлаждается водой под давлением 1,5 МПа, третий – перед моталками. Перед смоткой в рулоны полосы охлаждают в пятисекционной установке ламинарного охлаждения. Расстояние от восьмой клети до первой секции 21 м, от первой секции до второй – 9 м, далее – по 12 м. Расстояние от пятой секции до оси первой моталки 35,88 м. Расход воды 250 м3 /ч. Рольганг перед моталками оборудован раздвижными и направляющими линейками. Максимальный раствор раздвижных линеек 1900 мм, минимальный 900 мм, скорость раздвижения 20,8 мм/с. Привод линеек – от 7,5 кВт электродвигателя (540 об/мин). Максимальный раствор направляющих линеек 1820 мм, минимальный 600 мм, скорость раздвижения 25 мм/с. Привод линеек – от 7,5 кВт электродвига- 25 теля (905 об/мин). Для смотки полосы в рулоны служат три концевые моталки. Каждая моталка снабжена тянущими роликами, барабанами с гидравлическим регулированием диаметра, восемью формующими роликами, пневматическим сталкивателем, кантователем и укладчиком рулонов на приемный конвейер. Толщина наматываемой полосы 2-10 мм, ширина 600-1550 мм, скорость наматывания 4,5-11 м/с. Максимальная температура полосы 600 °С. Масса рулона 5,2 т. Наружный диаметр рулона 850-1300 мм.Диаметр барабана 728-750 мм, длина 2350 мм. Привод барабана от 140 кВт электродвигателя (610 об/мин). Сокращение диаметра барабана осуществляется с помощью гидросистемы (с давлением 1,5 МПа). Диаметр верхнего тянущего ролика 900 мм, нижнего 500 мм, длина роликов 1700 мм, привод – от двух 68 кВт электродвигателей (520 об/мин). Диаметр формирующих роликов 300 мм, длина бочки 1700 мм, максимальный ход 350 мм. Приводятся только четыре ролика от 16 кВт электродвигателя (1170 об/мин). Между моталками установлены передаточные рольганги, оборудованные направляющими линейками со скоростью передвижения 20 мм/с. Привод линеек – от 7,5 кВт электродвигателя (905 об/мин). Сталкиватель рулонов работает от пневматической системы: диаметр цилиндра 300 мм, ход 2520 мм, время сталкивания одного рулона 5 с. С моталок рулоны поступают на приемный шаговый конвейер. Размеры передаваемого рулона: наружный диаметр 850-1400 мм, внутренний 700 мм, высота 600-1550 мм, максимальная масса ≤ 8 т. Шаг между рулонами 3,1 м, скорость транспортировки 0,05-0,2 м/с. Диаметр роликов стеллажа 200 мм, число роликов 150. Транспортным цепным конвейером рулоны транспортируются к подъемноповоротному столу. Общая длина конвейера 83,8 м, секций две, скорость транспортировки 0,05-0,2 м/с. Одновременно на конвейере могут находиться ≤ 14 рулонов. Привод конвейер от 16 кВт электродвигателя ДП-41 (741 об/мин). 26 Рулоны передаются с конвейера на межцеховой транспортер подъемноповоротным столом. Масса поднимаемого рулона 0,8-4,0 т. Время подъема стола 4,5 с, опускания – 4,5 с, поворота – 5,0 с. Общая длина межцехового цепного транспортера 195,4 м, скорость движения цепи 5-10 см/с. Пролет стана обслуживается тремя мостовыми кранами грузоподъемностью 50/10, 100/20 и 75/20 т. Листы, прокатанные на универсальной клети, передаются на транспортер, где частично охлаждаются, и по нему – в соседний пролет на охлаждающий рольганг с серебристыми роликами. На этом рольганге полосы охлаждаются водой, а затем поступают на инспекторские столы для осмотра и разметки под резку дисковыми и гильотинными ножницами с нижним резом. На дисковых ножницах с кромкокрошителями обрезаются листы шириной 600-2100 мм, толщиной 4-20 мм. Максимальная ширина обрезаемых кромок 100 мм. Диаметр ножей дисковых ножниц 920-1000 мм, скорость резания 0,375- 0,41 м/с. Число резов кромкокрошительных ножниц в минуту 21, длина обрезаемых кромок 1,2 м, усилие резание 1,37 МН. Гильотинные ножницы с нижним резом предназначены для резки холодных полос толщиной 4-20 мм. Ширина разрезаемого листа 0,600-2,0 м. Длина режущих кромок ножа 2,3 м. Усилие реза 3,1 МН, число резов в минуту 10, число ходов в минуту 15. Наибольшее раскрытие ножей 95 мм. Мощность привода ножниц 125 кВт, число оборотов в минуту 975. За ножницами установлен рольганг, состоящий из 56 роликов с индивидуальным приводом. В потоке с ножницами установлены правильная машина, гильотинные ножницы с верхним резом для разделки бракованных листов и три листоукладчика с карманами. Продолжительность цикла укладки листа 8 с. Листоправильная машина предназначена для правки листов толщиной 8 – 20 мм, шириной 2,0 м. Скорость правки 0,75 м/с. Правильных роликов семь, шаг роликов 360 мм, диаметр крайних верхних роликов 370 мм, остальных 320 мм, длина бочки опорных роликов 3600 мм, рабочих 2300 мм, скорость подъема верхних валков 0,5 мм/с, привод от 160 кВт электродвигателя (735 об/мин). 27 За правильной машиной установлен рольганг из 15 роликов диаметром 300 мм, длиной бочки 2,4 м, шаг роликов 700 мм. Окружная скорость 0,75 м/с. Привод роликов индивидуальный от 1,4 кВт электродвигателя (450 об/мин). Листоукладчик с карманами рычажного типа предназначен для укладки готовых мерных листов (4-20)×(600-2000)Х(1500-6500) мм массой ≤ 2,0 т в 15-т пакеты высотой ≤ 300 мм. Продолжительность цикла укладки 8 с. Привод осуществляется от 11 кВт электродвигателя, число оборотов в минуту 735. В линии установлено четыре кармана со сбрасывателями. Ножницы листовые с верхним резом предназначены для разделки. Давление на нож 2,5 МН. Толщина разрезаемого листа ≤ 32 мм, ширина ≤ 3,2 м.Число резов в минуту при максимальной толщине семь. Максимальное расстояние между ножами 120 м, минимальное 75 мм. Привод от 125 кВт электродвигателя (975 об/мин). Ножницы оборудованы полем «гусиных шеек». Все прокатанные листы делят на две группы: одну подвергают термической обработке к травлению, другую – только травлению. Термическая обработка листов осуществляется в роликовой проходной четырехзонной закалочной печи или в колпаковых печах для отжига. Закалке подвергают листы из нержавеющих сталей. Размеры роликовой закалочной печи: ширина 2,5 м, длина 31 м, число роликов диаметр роликов 275 мм, шаг 410 мм. Размеры закаливаемых листов: (4-20)×(600-2000)×(1500-6500) мм. Печь отапливается коксодоменной смесью теплотой сгорания 5900 кДж/м3 через 49 инжекционных горелок. Газ подогревается до 300°С в металлических трубчатых рекуператорах. Листы нагревают до 850 °С. Производительность печи 10 т/ч. Скорость роликов при загрузке и выгрузке 1 м/с, при покачивании 0,5 м/с. Закаливают листы в закалочном прессе. Сила зажатия закаливаемого листа 790 кН, подъем нижней рамы 250 мм, длина рабочей клети 8000 мм. Давление воды 0,8 МПа, диаметр отверстия для подачи воды 5 мм. Две колпаковые печи предназначены для отжига листов длиной ≤ 6500 мм, шириной 1000-2100 мм, толщиной 4-20 мм. Максимальная высота стопы 1500 мм. 28 Масса садки 100 т. Печи отапливаются коксодоменной смесью теплотой сгорания 5860 МДж/м3 . Температура поддерживается в пределах 870-890 °С. Печь состоит из одного наружного футерованного колпака, трех внутренних колпаков и трех футерованных стендов. Ширина печи 2780 мм, длина 6720 мм, производительность 2,5 т/ч. Отожженные листы в зависимости от толщины правят на двух отдельно стоящих правильных агрегатах. На первом правят листы размерами (4-10)×2000 мм. Агрегат состоит из раскладчика опрокидывателя стопы, листоукладчика, подающего рольганга, листоправильной машины и отводящего рольганга с укладчиком листов в карманы. Листоправильная машина снабжена девятью рабочими роликами и 21 опорным. Диаметры рабочих роликов 230 мм, опорных 240 мм, длины рабочих роликов 2300 мм, опорных 2500 мм. Шаг роликов 250 мм. Наибольший раствор роликов 100 мм, наименьший 10 мм. Привод от 160 кВт электродвигателя (735 об/мин). Скорость правки 0,75 м/с. На другом агрегате правят листы толщиной 8-20 мм, шириной 2м. Рабочих роликов семь, диаметр роликов 320, мм, длина бочки 2,3 м. Прочие характеристики те же, что и у первого агрегата. После термической обработки и правки листы на троллейной тележке передают в травильное отделение. Травление листов из нержавеющих и углеродистых сталей ведут в разных потоках. Нержавеющие листы подвергают щелочномукислотному травлению с отбелкой, а углеродистые – кислотному. Нержавеющие листы в корзинах загружают краном в щелочную ванну состава 80 % каустической соды и 20 % натриевой селитры и выдерживают

Расчет рабочих валков на прочность и деформацию

Прогиб валка

Основные фонды, их структура и амортизационные отчисления

Производственная программа прокатного цеха



Вывод:

  1. Проанализировав данную зависимость:




можно увидеть что удельное давление прямо пропорционально длине дуги контакта, которая в свою очередь зависит от величины упругого сжатия валков. Соответственно при расчетах всегда необходимо учитывать этот фактор.

  1. Наибольшее усилие прокатки – в 4-й клети . Из этого следует что расчет прочностных параметров нужно проводить для 4-й клети.

Соответственно

Н*мм

мм3

мПа

b) Напряжение кручения не подсчитывается, ввиду его незначительной величины по сравнению с напряжением изгиба.

Шейка валка:

  1. Напряжение изгиба

мПа

R – максимальная реакция на шейке

l и d – длина и ширина шейки.

б) Напряжение кручения

,

крутящий момент прокатки равен



в) Результирующее напряжение:



Вывод: максимальное результирующее напряжения в бочке валка и в шейке валка меньше допустимого напряжения Отсюда следует, что прокатку можно осуществлять не опасаясь разрушения валков.

Прогиб валка


Прогиб валка слагается из двух прогибов: прогиба от действия изгибающего момента и прогиба от действия поперечных сил. Однако нас интересует не суммарный прогиб в середине бочки валка, а разность между прогибом в середине и прогибом у края листа, т.к. именно эта разность приводит к получению листа неодинаковой толщины.

Во избежание возникновения разнотолщинности необходимо при шлифовке задавать бочке валка такую выпуклость, которая компенсировала бы вышеуказанную разность прогибов.

Она определяется по формуле:
– для середины бочки

– для края листа

E – модуль упругости материала валков в кг/мм2;

G – модуль сдвига материала валков в кг/мм2;

a – расстояние между серединами шеек валка;

b – ширина прокатываемого металла;

Для стальных валков E=22000 кг/мм2, G=8200 кг/мм2

a = 824 мм; b = 350 мм;







= 0,0058+0,0047=0,0105мм

Вывод: Хотя суммарная разность прогибов меньше максимально допустимой (при холодной прокатке ) и разнотолщинность металла по ширине вписывается в рамки ГОСТа, при шлифовке валков желательно задавать бочке валка выпуклость для компенсации прогиба.

6. Охрана труда и техника безопасности в цехе

6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
В прокатном цехе установлено различное основное и вспомогательное механическое оборудование, движущиеся части и узлы которого представляют определенную опасность, так как непредусмотренный контакт с ними может вызвать травмы. Это прокатные валки, манипуляторы и кантователи, рольганги, пилы и т.д. Части и узлы прокатных машин: валки, маховики, соединительные шпиндели, муфты и т.д.[11].

Технологический процесс на стане характеризуется наличием избыточного конвекционного и лучистого тепла, воздействие на человека, которое возникает при нагреве заготовки. Кроме этого образуется, и выбрасываются в воздух рабочей зоны оксиды железа (фиброгенное действие – Ф), оксиды углерода, азота (остронаправленного действия – О). В связи с наличием перепада температур, на

различных участках стана, возникают неблагоприятные микроклиматические условия. Воздействие указанных факторов, на организм работающих может оказать вредное влияние на состояние здоровья.

Микроклиматические условия не соответствующие нормируемым СанПин 2.2.4.548 - 96 могут провоцировать возникновение заболеваний, связанных с понижением общей сопротивляемости организма (простудные заболевания), периферической нервной и мышечной систем, а также суставов, вызывать сосудистые расстройства различного характера. Перечень вредных производственных факторов представлен в таблице 6.1. Таблица 6.1

Вредные производственные факторы

Наименование фактора

Нормативное

значение

Фактическое

значение

Металлическая пыль, мг/м3

4,0

4,32

СО, мг/м3

20,0

1,7

Свинец, мг/м3

0,01

0,1

Окись хрома, мг/м3

1,0

0,44

Температура воздуха:







Теплый период, °С

19-26

28

Холодный период, °С

13-17

16

Инфракрасное излучение, Вт/м

100

120

Вибрация, dB

92

48

Шум, dBA

80

92

Влажность, %

40-60

70

Скорость движения воздуха, м/с

0,4-0,6

0,9


6.2 Техника безопасности
Безопасность техпроцессов Безопасность техпроцессов осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.3.002 «Общие требования безопасности». Безопасность техпроцессов обеспечиваться на участках посадки и нагрева металла, прокатки, порезки и транспортировки. Для безопасности работы и обслуживания оборудования предусмотрены следующие мероприятия: опасные зоны вблизи оборудования обнесены металлическими ограждениями и установлены предупредительные знаки; детали и узлы механизмов, имеющие вращение, закрыты кожухами; все металлические части конструкции заземляются, в соответствии с правилами устройства электроустановок; для защиты от теплового излучения и высоких температур воздуха применяют теплоизоляцию поверхностей источников излучения тепла, воздушное душирование, устанавливают вентиляторы [12].


Предусмотрены следующие мероприятия по обеспечению работы и обслуживания оборудования участка прокатки: Для быстрого отключения механизма главного привода клетей в аварийной ситуации установлены аварийные выключатели в виде кнопки, окрашенной в красный цвет. Для безопасной и четкой работы стана применяется селекторная система связи и сигнализация. Световая и звуковая сигнализация в опасных зонах. 49 Участок порезки является зоной повышенной опасности. При работе на участке, вращающиеся диски пил обязательно должны быть закрытыми защитными кожухами, персонал, работающий на участке обязательно должен использовать каску с защитным стеклом для предотвращения попадания искр в глаза.

Безопасность производственного оборудования Оборудование в цехе расположено в соответствии с требованиями общих правил безопасности для предприятий и организаций металлургической промышленности. Машины и системы автоматического управления станом оборудованы предохранительными устройствами, обеспечивающими отключение при их перегрузках, при падении напряжения в сети, при снижении давления в гидро - и пневмосистемах. Во время работы стана, пил, кантователей доступ в опасные зоны не возможен, что создаётся системой блокировки и ограничений. Движущиеся и вращающиеся механизмы прокатного стана, агрегатов ограждены кожухами и щитами. Для безопасного перехода людей через рольганги установлены переходные мостики, которые в местах возможного выброса металла зарыты сетками. Границы основных проходов и проездов четко обозначены белыми линиями. В местах, где не соблюдены габариты проходов (1,5 м), вывешены предупреждающие плакаты. Все площадки на высоте более 0,6 м от пола лестницы, переходные мостики, люки ограждены перилами высотой 1 м. Общие правила безопасности к производственному оборудованию изложены в ГОСТ 12.2.003. Электробезопасность Основным из мероприятий по электробезопасности в цехе, является строгое соблюдение ПТЭ и ПТБ электроустановок. Внутрицеховая сеть выполнена из изолированных проводов в металлических трубках. Открытые части электрических устройств, доступные для соприкосновения ограждены; конструкция ограждений исключает возможность их открывания без специального инструмента. 50 Металлические конструкции здания, оборудования, пусковая аппаратура и другие устройства, не находящиеся под напряжением в нормальном состоянии, заземлены. Осветительные лампы расположены на высоте не менее двух с половиной метров от уровня пола (при меньшей высоте лампы заключены в герметичную аппаратуру).


Для безопасного проведения ремонтных работ на стане введена бирочная система на электрооборудование; предусмотрена разборка электросхем привода агрегатов перед началом их ремонта. Все доступные для соприкосновения токоведущие части электрооборудования окрашены. Рубильники и магнитные пускатели установок помещены в глухие металлические шкафы, которые имеют заземление и запорные устройства, а также соответствующую подпись. Все электродвигатели изготавливаются закрытого типа, так как они располагаются на рабочих местах. Рабочие, обслуживающие электрооборудование цеха имеют спецодежду и специальный инструмент.

Для обслуживания распределительных устройств применяются комплекс защитных средств, в который входят: изолирующая штанга, изолирующие клещи, 0,75м.диэлектрические боты, диэлектрические перчатки или рукавицы, резиновый коврик, переносные ограждения, указатели напряжения. Минимальный размер изолирующих ковриков 0,75 Универсальным и прогрессивным способом защиты является защитное отключение. Оно обеспечивает автоматическое отключение участка электрической сети в случае возникновении опасности поражения человека. По опасности поражения электрическим током цех относится к третьей категории – особо опасная.

Пожаровзрывобезопасность В соответствии с НПБ 109-95 данный цех по пожарной опасности относится к категории Г, то есть производство в котором обрабатываются несгораемые ма- 51 териалы в раскаленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. Для предотвращения происшествий связанных с пожарной опасностью и соблюдением норм, предусмотренных ГОСТ 12.1.004-85, предлагается: ограничение количества образующихся в процессе хранения материалов, способных гореть и взрываться; создание препятствий по пути распространения пожара; обеспечение условий для эвакуации людей и оборудования при пожаре. Для обеспечения безопасности эвакуации персонала, в случае пожара, в производственном помещении предусмотрены эвакуационные выходы, которые находятся в противопожарных стенах помещения.

Согласно СНиП-90-81 ширину дверей принимаем 0,8-2,4 м. Для тушения пожара применяем огнетушители: ручной пенный ОП-6; углекислотные ОУ-5. В цехе установлены ящики с песком, стенды с хранящимися на них пожарными инструментами. Для возможно более своевременного обнаружения начавшегося пожара и оповещения о нем в цехе установлена сеть пожарной сигнализации и связи. Для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молний применяются молниеотводы. Молниеотводы имеют длину 200-250 мм, сечение 100 мм [12].