Прочностные расчеты оборудования стана 28000

Реферат

 

 

Листов 56, рисунков 8,таблиц  16,  10 литературных источников.

Целью данного курсового  проекта является изучение конструкции  толстолистового стана 1000/1570/2800 горячей прокатки, внедрение новых конструкций узлов стана и проверка их на прочность и долговечность.

Основными техническими характеристиками стана ТЛС 2800 являются максимальная сила прокатки, максимальное обжатие  за проход, наименьшая толщина прокатываемой полосы, скорость и момент прокатки.

Результатом работы являются внедрение новых узлов и их оригинальных конструкций на действующие в практике станы.

 

Ключевые слова: ПРОКАТНЫЙ СТАН, УЗЕЛ СТАНИН, УЗЕЛ РАБОЧЕГО ВАЛКА, УЗЕЛ ОПОРНОГО ВАЛКА, НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО, ПРОКАТКА, ЛИСТ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

     Введение 5

1  Технология и оборудование  станов горячей прокатки ……………….6

     1.1Толстолистовой стан 3000 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича ………………………………………………………………6

     1.2Толстолистовой  стан 3600 Мариупольского металлургического  комбината « Азовсталь »  им. С. Орджоникидзе  ……………………………….11

     1.3.Толстолистовой  стан 2300 Донецкого металлургического завода им. И .В. И. Ленина  …………………………………………………………………..24

2Толстолистовой стан 2800 Алчевского металлургического  комбината.  34

3 Расчет энергосиловых  параметров процесса прокатки  ………………..41

4 Прочностные расчеты  оборудования стана 28000  …………………….44

   4.1Расчет станины   ………………………………………………. 44

   4.2Расчет валков  ……………………………………………………….46

       4.2.1 Определены  распределения усилий действия  на валки…….46

       4.2.2Расчет рабочих и опорных валков на прочность……………48

       4.2.3Расчет контактных  напряжений в поверхностных слоях  валков 49

    4.3 Расчет нажимного  механизма……………………………………….50

    4.4 Расчет подшипников  на долговечность ……………………………52

        4.4.1 Расчет роликов подшипников рабочего валка………………….52

        4.4.2 Подшипники  опорного валка …………………………………  52

     Заключение …………………………………………………………….. 55

     Перечень ссылок………………………………………………………..56

     Приложение А 

Введение

 

Как известно, в последнее время особенностью развития прокатного производства является преимущественный рост листового проката. Значительный рост листопрокатного производства имеет место во всех крупных развитых странах. Это можно объяснить тем, что из листового проката изготавливают большое количество относительно тонких сварных и штампованных конструкций, применяемых в общем и транспортном машиностроении, строительстве и других металлоёмких отраслях промышленности.

Применение листового проката  в конструкциях позволяет уменьшить их массы на 30-50% и на 20-25% по сравнению с теми же конструкциями, выполненными из отливок сортового проката.

По мере разработки и освоения технологии производства гнутых профилей из горячекатаного листового проката становится реальностью возможность замены большинства простых профилей сортовой стали гнутыми профилями.

В связи с указанными преимуществами производство листового проката  в мире опережает производство сортового  проката, стальных отливок и бесшовных труб.

Горячекатаный листовой прокат поставляется потребителям по ГОСТам и техническим условиям (ТУ), зарегистрированным в Государственном комитете стандартов при Совете Министров Украины. В технических условиях и ГОСТах указываются требования к прокату по размерам, химическому составу, механическим свойствам, внешнему виду, микроструктуре, качеству отделки и др.

Величина допускаемых  отклонений фактической толщины  проката от номинальной зависит  от толщины и ширины проката, а  также от группы точности проката. Следовательно, сохраняется тенденция к увеличению абсолютной величины предельных отклонений при росте толщины и ширины проката [1].

1 Технология и оборудование  станов горячей прокаткию.

1.1. ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАН 3000 МАРИУПОЛЬСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА им. ИЛЬИЧА    

 Стан введен в  эксплуатацию в 1985 году. Оборудование стана расположено в 11 пролетах шириной по 36 м (восемь пролетов), 24 м (один) и по 18 м (два) (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схема основного  технологического оборудования стана 3000 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича:

I - становый пролет, II - вальцетокарная мастерская, III - склад  рабочих валков, IV - склад слябов; 1 - загрузочные устройства, 2 - нагревательные  печи, 3 - камера гидросбива окалины, 4 и 6 - черновая и чистовая четырехвалковые клети; 5 - устройство для охлаждения раскатов, 7 - устройство для охлаждения полосы, 8 и 27 - правильные машины № 1 и № 2, 9 и 11 - ножницы № 1 и № 2, 10 - холодильник 12 - агрегат по подготовке заготовок для труб, 13 - инспекционный стеллаж, 14 - сдвоенные кромкообрезные ножницы № 3, № 4, 15 - дефектоскопы, 16 - ножницы № 5, № 6, 17, 21 и 29 - маркировщики-клеймители, 18 и 26 - загрузочно-разгрузочные устройства, 19 - конвейер с карманом, 20- роликовая закалочная машина, 22 и 28 - ножницы № 8 и № 7, 23 - правильные машины № 3, № 4, 24 - передаточное устройство с карманом, 25 - стеллаж приемки листов, 30 - машина абразивной зачистки, 31 - кантователь.    

 Стан предназначен  для производства листов толщиной 8-25 мм, шириной 1500-2700 мм, длиной 12,1-24,2 м из низколегированных сталей типа (06-14) Г2САФБ, прокатываемых по контролируемому режиму. На стане возможна прокатка листов толщиной 5-25 мм, шириной 1500-2700 мм, длиной до 24,2 мм из других конструкционных сталей, прокатываемых по обычному режиму. Оборудование стана обеспечивает прокатку и отделку листов с s_в £ 883 МПа.   

 Исходной заготовкой  для производства листов служат  литые и катаные слябы следующих параметров: литые слябы (200-315) x (1250-1900) x (2500-2800) мм массой 4,9-13 т; катаные слябы (100-240) x (1100-1550) x (2500-2800) мм массой 2,1-3,5 т.

Подготовка металла к прокатке    

 Поступающие на  склад слябы при необходимости  разрезают на мерные длины и зачищают на них дефекты. Для посадки в печь слябы перевозят 46-т клещевыми кранами и укладывают на тележку загрузочного устройства грузоподъемностью 64 т. Максимальная высота пакета слябов 1,400 м.   

 Перед посадкой  в печь слябы взвешивают на  весах, встроенных в секцию  загрузочного рольганга. Показания весов фиксируются на бумажной ленте с указанием даты, порядкового номера, стали, номера плавки, массы партии, общей массы слябов за смену. Точность взвешивания партии ± 20 кг.   

 Слябы перед прокаткой  нагревают в семизонных методических  печах с шагающим подом, рекуперативных, двухрядных, с двухсторонним нагревом, с торцевым посадом и выдачей.   

 Длина печи 48700 мм, ширина 6610 мм; производительность до 210 т/ч. Топливо - природный газ теплотой сгорания 8200 кДж/м³ и мазут.   

 Нагревательные печи работают на автоматическом режиме. Температура для каждой зоны измеряется двумя платинородиевыми/платиновыми термопарами. Режим нагрева слябов приведен в табл. 1.1

 

Таблица 1.1 Температурные  режимы нагрева и рабочего пространства нагревательных печей

Номер зоны	Температура поверхности  слябов, °C		Показания ведущих термопар зон, °C
	в начале зоны	в конце зоны
Углеродистыеконструкционные стали 15-40
1	250-300	450-550	800-1000
2	-	-	1180-1280
3	650-750	750-1000	1180-1300
4	-	-	1180-1300
5	860-1100	950-1200	1180-1300
6	1100-1200	1050-1200	1160-1250
Низколегированные стали  типа (06 - 14) Г2САФБ, 09Г2АФ, 10Г2ФБ
1	250-300	450-500	800-900
2	-	-	1180-1280
3	650-700	750-800	1180-1280
4	-	-	1160-1250
	860-920	950-1000	1160-1250
6	-	-	1130-1160
7	1000-1050	1050-1100	1130-1160

 

   Для  достижения необходимого качества  нагрева металла удельная продолжительность нагрева принимается в соответствии с данными табл. 1.2.

Таблица 1.2. Рекомендуемое  удельное время слябов различных  толщин.

Размеры слябов, мм	tн слябов, мин, из сталей		Размеры слябов, мм	tн  слябов, мин, из сталей
	Низко Легиро ванных (типа 06 - 14) Г2САФБ и др.	Конструк ционных 15 - 40		Низко легированных (типа 06 - 14) Г2САФБ и др.	Конструк- ционных 15 – 40
150 х 1350 х 2660	7	5,6	315 х 1650 х 2510	8,0	6,2
160 х 1450 х 2610	7	5,6	315 х 1650 х 2550	8,0	6,2
240 х 1900 х 2530	7,5	5,9	290 х 1900 х 2530	7,9	6,1
230 х 1350 х 2600	7,5	5,9	315 х 1900 х 2650	8,0	6,2
260 х 1650 х 2530	7,6	6,0

 

    После  выдачи из печи слябы передают  по рольгангу к черновой клети с максимальной скоростью 2,5 м/с.

Оборудование и технология прокатки   

 Стан двухклетевой, размеры рабочих и опорных  валков черновой и чистовой  четырехвалковых клетей одинаковы. Рабочие валки чугунные, твердость бочки валка HSh 62-75. Опорные валки стальные кованые, твердость бочки HSh 55-65.

   

 Валки в процессе прокатки  охлаждаются водой. Приводятся  двумя 8-МВт электродвигателями (0-50-80 об/мин) и двумя 5,6-МВт (0-80-125 об/мин). Диаметр рабочих валков 1000/940 мм, длина бочки 3000 мм. Диаметр опорных валков 2100/1950 мм, длина бочки 2980 мм. Скорость прокатки в черновой клети 4,2 м/с, в чистовой 6,3 м/с. Подшипники опорных валков - жидкостного трения, рабочих - роликовые качения. Валки уравновешиваются гидравлически (давлением 29,4 МПа).   

 Прокатку в черновой  клети ведут по поперечно-продольной  схеме. При поперечной прокатке получают заданную ширину листа с припуском на величину обрезаемых кромок. Температура начала прокатки в черновой клети 1000-1200 °С, конца 900-1050 °С. Температура начала прокатки в чистовой клети 750-800 °С, конца 700-740 °С и начинается в зависимости от марки стали и углеродного эквивалента плавки.     

 В первом проходе  с поверхности раската с помощью  гидросбива давлением 16,7 МПа удаляют  окалину. Минимальное расстояние от сопла до поверхности раската 200 мм. Все листы в потоке подвергаются ультразвуковому контролю.   

 Примерный режим  обжатий при прокатке листа  стали 09Г2ФБ сечением 15,7 х 2200 мм  приведен в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Режимы обжатий

Проход	Толщина до прохода Н0, мм	Н1,мм	DH,мм	d,%	Проход	Толщина  до прохода, Н0, мм	Н1,мм	DН,мм	d,%
Черновая клеть						Чистовая клеть*2
1	250	221	29	11,6	1	48	40	8	16,7
2	221	192	29	13,1	2	40	33	7	17,5
3*1	192	165	27	14,1	3	33	27	6	18,2
4	165	140	25	15,2	4	27	22	5	18,5
5	140	114	26	18,6	5	22	18,2	3,8	17,3
6	114	89	25	21,9	6	18,2	15,7	5,5	13,7

 

    *¹ Кантовка после прохода. *² Подстуживание до 780 °С.

Оборудование и технология отделки готового проката   

 В состав технологического  оборудования участка отделки  входят: шесть ножниц поперечной резки, сдвоенные кромкообрезные ножницы,  две роликоправильные машины: горячей и холодной правки.