Прочностные расчеты оборудования стана 28000

   

 Температура правки листов: 600-800 °С - на машине № 1, до 100 °С - на машине № 2. Скорость правки: 0,3-1,5 м/с на машине № 1, 0,15-0,65 м/с на машине № 2.   

 Передний и задний  концы раската обрезают в горячем  состоянии на ножницах поперечной резки № 1 с верхним резов. Температура раскатов при порезке 100-800 °С, усилие резания 6,9 МН, число резов в минуту 12.

   

 Боковые кромки листа обрезают на сдвоенных кромокообрезных ножницах. Усилие резания 2,35 МН, скорость резания 24,2-35,8 м/мин, длина обрези до 1350 мм, число резов в минуту: 28 при толщине листов 5-9 мм; 26 при 12-14 мм; 25 при 16-18 мм; 21 при 20-25 мм.   

 После обрези боковых кромок и ультразвукового контроля лист транспортируют к ножницам поперечной резки. На ножницах поперечной резки № 2, № 5, № 6, № 7, № 8 отбирают пробы для испытаний и режут листы на мерные длины. Температура порезки £ 100 °С. Усилие резания 6,9 МН, число резов в минуту 25. Привод ножниц от двух 530-кВт двигателей (800 об/мин). Максимальный раствор ножей 120 мм, мощность привода механизма установки зазора 4,5 кВт, Перед порезкой лист при помощи косых роликов подают к боковой стационарной линейке с вертикальным роликом для обеспечения перпендикулярности боковых и торцевых кромок. Лист для порезки на мерные длины устанавливают с помощью передвижного упора при системе измерения длины. Обрезь поперечной резки поступает к барабанным кромкошительным ножницам, откуда после порезки поступает на транспортер уборки обрези и далее в вагон.   

 После порезки на  мерные длины листы клеймят  на клеймовочной машине и транспортируют  к инспекционному стеллажу. Обнаруженные  при осмотре дефекты зачищают в передвижной зачистной машине. Принятые листы транспортируют по рольгангу для укладки в соответствующий карман. Листы одной партии и одного размера укладывают в один карман. Максимальная масса пакета 60 т, при этом высота пакета не должна превышать 300 мм.

1.2. ТОСТОЛИСТОВОЙ СТАН 3600 МАРИУПОЛЬСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА "АЗОВСТАЛЬ" им. С. ОРДЖОНИКИДЗЕ   

 Стан введен в  эксплуатацию в 1973 г., предназначен  для прокатки листов толщиной 9-50 мм и плит толщиной 51-200 мм  из углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей. Ширина прокатываемых листов и плит 2-3,2 м, длина 6,0-28,0 м. Длина поставляемых плит £ 12 м. Оборудование стана расположено в семи пролетах (рис. 1.2).

.Рис. 1.2 Схема основного технологического оборудования стана 3600 Мариупольского металлургического комбината "Азовсталь":

I - печной пролет, II - склад  слябов, III - становый пролет, IV - пролет  резки и замедленного охлаждения, V - отделочный пролет, VI - скрапный пролет, VII - склад готовой продукции; 1 - клеть с вертикальными валками, 2 и 3 - черновая и чистовая четырехвалковые клети, 4 - роликовая закалочная машина, 5 - кантователь полос, 6 и 15 - ножницы № 1 и № 2 для £ 50-мм полос, 7 и 10 - правильные машины № 1 и № 3 для 5-25-мм полос, 8 - дисковый холодильник, 9 - правильная машина № 2 для 18-50-мм полос, 11 - устройство для водовоздушного хлаждения, 12 - инспекционный стеллаж, 13 - дефектоскоп, 14 - устройство для разметки и маркировки полос, 16 - дисковые ножницы для £ 20-мм листов,17 - сдвоенные кромкообрезные ножницы для 5-20-мм листов, 18 и 21, 24 - ножницы № 5, № 6 и № 7, № 8 для £ 50-мм листов, 19 - маркировочная машина, 20, 22 и 23 - правильные машины № 4 для 5-20-мм полос, 25 - передаточное устройство с карманом, 26 - передаточная тележка

Подготовка металла к прокатке    

 Перед прокаткой  слитки и слябы поступают на  склад заготовок, ширина пролета  которого 36 м, длина 252 м, площадь  9070 м². Склад оборудован восемью 46-т электромостовыми кранами с вращающейся тележкой и гибким подвесом траверсы.   

 Размеры и масса  слябов: толщина 130-350 мм, ширина 1100-1900 мм, длина 2100-3400 мм, масса 2,2-16,0 т.  Размеры и масса слитков: толщина  450-940 мм, ширина 1300-2000 мм, высота 2000-3000 мм, масса 10,0-30,0 т. Стали, прокатываемые на стане, приведены в табл. 1.2.1.

Таблица 1.2.1.

Марочный сортамент  стана

Наименование продукции	Марки стали
Сталь тостолистовая  и широкополосная (универсальная) углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ14637-69	Все по ГОСТ 380-71
Сталь свариваемая корпусная для судостроения поГОСТ 5521-67	С,ВСт3сп2, ВСт3сп4, 09Г2, 10Г2С1Д, 10ХСНД, ВСт3пс2, ВСт3пс4, ВСт3кп2, 09Г2С
Сталь углеродистая горячекатаная для мостостроения по ГОСТ 6713-53	Ст3мост, М16С
Сталь горячекатаная  толстолистовая качественная углеродистая и легированная конструкционная по ГОСТ 1577-70	08КП, 08ПС, 08, 10ПС, 10ПС, 10, 15КП, 15ПС, 15, 20КП, 20ПС, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 15Г, 20Г, 30Г,40Г, 50Г, 60Г, 65Г,70Г, 10Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2, 20X, 38XA, 40X, 45X
Сталь листовая углеродистая и низколегированная для мостостроения и сосудов, работающих под давлением по ГОСТ 5520-69	12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1, 09Г2, ВСт2, ВСт3
Сталь толстолистовая и  широкополосная (универсальная) низколегированная	14Г2, 09Г2, 09Г2Д, 12ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 09Г2С, 10Г2С1, 09Г2СД, 10Г2С1Д, 15ГФ, 15Г2СФ, 15ГФД, 15Г2СФД, 14Г2АФ, 16Г2АФ, 18Г2АФпс, 14Г2АФД, 16Г2АФД, 15Г2АФДпс, 10Г2Б, 10Т2БД, 14ХГС, 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХНДП

 

    Для  нагрева слябов служат четыре нагревательные печи. Все печи методические, рекуперативные пятизонные, двухрядные с двухсторонним нагревом, торцевым посадом и выдачей. Отапливаются природным газом. Воздух подогревается в металлических рекуператорах до 400 °С. Охлаждение подовых труб испарительное. Предусмотрено резервное охлаждение химически очищенной водой из аварийного запаса.

   

 Для каждой зоны  отопления предусмотрен автоматический  контроль и регулирование основных параметров: температуры в каждой зоне, давления в томильной зоне, соотношения "газ-воздух" в каждой зоне, температура металла по всей длине печи, температуры подины в томильной зоне, температуры трубок рекуператора и защиты их от перегрева, гидравлического и температурного режимов дымового тракта, отсечки газа в каждую зону при падении давления газа или воздуха. Активная площадь пода печи 211 м². Длина зон, мм: томильной 8630, монолитной части подины 7854, первой сварочной 7524, второй сварочной 9280, методической 5238. Напряженность активного пода 180-610 кг/(м³·ч). Рекуператор металлический петлевой. Поверхность нагрева рекуператора 1126 м². Температура продуктов горения перед рекуператором 900 °С, после рекуператора 580 °С. Горелки двухпроводноые труба в трубе, ДВ-250/40. Всего в печи 34 горелки, в том числе в томильной зоне семь первой сварочной верхней - шесть, второй сварочной верхней - семь, первой сварочной нижней - семь, второй сварочной нижней - семь. Максимальный распад газа 2,6 м³/с Производительность печи 38-129 т/ч.   

 Для подачи металла  к печам установлен подъемный стол для слябов грузоподъемностью 64 т и толкатель загрузочного устройства, усилие толкания - 98,1 кН, максимальный ход штанги - 4400 мм, скорость перемещения - 0,53 м/с.   

 Слябы загружаются  в печь печным толкателем с  усилием толкания 2,45 МН, максимальным ходом 5,1 м и скоростью 0,06 м/с.   

 Печи оборудованы  устройством для безударной выдачи  слябов: максимальная сила тяги 529 кН путь перемещения 4040 мм, скорость перемещения 0,48 м/с, длительность поднятия сляба 4,0 с. Режим нагрева слябов в методических печах приведен в табл.1.2.2.

    Таблица 1.2.2.Режим  нагрева слябов в методических  печах стана 3600

Группа	Ппечи, т/ч	Температура, °С:									tнагр,  ч-мин
		в  томильной  зоне	в первой сварочной		во второй сварочной			в конце печи отводящем канале £
			Верх	Низ		Верх	низ
I	90	1260-1280	1290-1320	1200-1250		1180-1230	1100-1150		1000	2-00¸3-55
	110	1270-1290	1320-1350	1250-1300		1250-1290	1200-1260		1050	1-50¸3-40
	130	1280-1300	1350-1380	1300-1350		1290-1320	1260-1300		1100	1-45¸3-25
I	90	1250-1270	1290-1320	1200-1250		1100-1150	1000-1100		900	2-15¸4-20
	110	1260-1280	1300-1350	1220-1280		1150-1200	1100-1150		900	2-0,5¸3-55
	130	1270-1290	1330-1380	1280-1320		1150-1200	1100-1150		900	1-55¸3-35
III	90	1230-1250	1250-1290	1200-1250		1000-1100	950-1000		800	2-40¸5-15
	110	1240-1260	1290-1320	1210-1260		1100-1150	1050-1100		800	2-15¸4-40
	130	1250-1270	1300-1350	1250-1300		1150-1180	1100-1150		800	2-05¸4-40

 

    Для  нагрева слитков в цехе установлены  четыре группы рекуперативных  нагревательных колодцев. Каждая группа нагревательных колодцев состоит из четырех независимых ячеек длиной 9850, шириной 3330, высотой 4564 мм, с площадью пода 32,5 м² и объёмом рабочей камеры 134,9 м³ Каждая ячейка оборудована одной инжекционной горелкой, установленной в торцевой стене. Колодцы отапливаются природным газом. Давление газа в коллекторе 7,85-9,81 кПа. Максимальный расход газа на один колодец - 0,3 м³/с.Для подогрева воздуха каждая ячейка оборудована трубчатым керамическим рекуперотором с поверхностью нагрева 580 м².     

 Воздух из керамического рекуператора инжектируется в горелке компрессорным воздухом давлением 0,13 МПа, который предварительно подогревается до 300 °С в металлическом трубчатом рекуператоре с поверхностью нагрева 12,7 м².   

 Максимальный общий  расход воздуха для горения на одну ячейку 0,32 м³/c. На колодцах предусмотрено сухое шлакоудаление, для чего в подине колодца установлены две шлаковые летки.

   

 Система контроля и регулирования  температуры состоит из плантинородий/платиновой термопары ТПП-П, электронного самопишущего потенциометра типа КСП-3, задатчика  температуры, электрического изодромного регулятора типа РП2-П2, магнитного усилителя, электрического исполнительного механизма и регулирующей поворотной заслонки.   

 Давление в колодце  на уровне 1 м от верха колодца измеряют датчиком типа ДКОФМ в комплекте со вторичным прибором типа КСФ-3. Регулируют давление с помощью задатчика типа ДЗП-4.   

 Расходы газа и  инжектирующего воздуха измеряют  датчиками типа ДМ3537Ф в комплекте  со вторичными приборами типа  КСФ-3.

   

 Для регулирования процесса  горения газа принята схема  регулирования соотношения расхода газа и инжектирующего воздуха.   

 Для контроля температуры  подогрева инжектирующего воздуха,  температуры продуктов горения после керамического и металлического рекуператоров, а также температуры стенки трубки первого ряда металлического рекуператора, установлен шеститочечный самопишущий потенциометр типа КСП-4. Температуры замеряют хромельалюмелевыми термопарами. Режим нагрева слитков стали приведен в табл. 1.2.3.

Таблица 1.2.3. Режим нагрева  слитков стали в колодцах стана 3600

Стали	tпов, сл°С	tкол, °С	Общая продолжительность  нагрева, ч-мин, 6-7-8 слитков в ячейке изложницы типа
			ВС-19, ЛП15-20,13с-23	ЛП1-15, ЛП8-11
Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп, Ст3кп, Ст3пс, Ст4кп, Ст4пс, 05кп, 05пс, 08кп, 10кп, 10пс, 15кп, 15пс, 20кп, 20пс, 25пс, 08пс	20	1310	(11-15)-(12-15)-(13-15)	-
Ст1сп, Ст2сп, Ст3сп, Ст3Гсп, Ст4сп, 0,8, 10, 15, 20, 25, 30, 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, Ст3мост, М16С, 12к, 15К, 16K, 18К, 20K, 18Гпс	20	1310	(12-30)-(13-30)-(14-45)	(10-13)-(11-00)-(12-45)
Ст5сп, Ст5пс, Ст5Гсп, Ст6пс	600	1300	(13-30)-(14-00)-(15-15)	(9-30)-(10-05)-(11-00)
Ст6сп, 35, 40, 45, 35Г, 40Г	650		(12-40)-(13-30)-(14-15)	(8-50)-(9-30)-(10-20)
45Г, 09Г2, 14Г2,	700		(11-45)-(12-30)-(13-20)	(8-15)-(8-55)-(9-45)
12ГС, 16ГС, 17ГС,	750		(11-00)-(11-45)-(12-15)	(7-40)-(8-20)-(9-00)
09Г2С1, 15ГФ, 09Г2,	800		(10-05)-(10-45)-(11-35)	(7-05)-(7-40)-(8-20)
09Г2С	850		(9-15)-(10-00)-(10-35)	(6-30)-(7-05)-(7-40)
	900		(8-30)-(9-00)-(9-30)	(5-50)-(6-15)-(7-00)
14ХГС, 10ХСНД,	700	1290	(12-45)-(13-15)-(13-30)	(8-55)-(9-25)-(10-30)
15ХСНД, 10Г2С1,	750		(12-00)-(12-25)-(13-15)	(8-20)-(8-50)-(9-35)
10Г2С1Д	800		(11-00)-(11-25)-(12-00)	(7-40)-(8-15)-(8-50)
	850		(9-45)-(10-30)-(11-05)	(7-00)-(7-35)-(8-00)
	900		(11-45)-(12-10)-(13-00)	(6-15)-(6-40)-(7-20)
50, 55, 60, 65, 70, 75, 80	800		(8-50)-(9-25)-(9-55)	(8-30)-(9-00)-(9-30)
	850		(10-47)-(11-15)-(11-35)	(7-40)-(8-10)-(8-40)
85, 60Г, 65Г, 70Г, 80Г	900		(9-30)-(10-00)-(10-30)	(6-50)-(7-15)-(7-50)

 

    Скорость  подъема температуры в колодце  не ограничивается. Продолжительность томления должна составлять 30 % общего времени нагрева.

Оборудование и технология прокатки   

 Стан состоит из  трех последовательно расположенных  клетей: окалиноломателя с вертикальными валками, четырехвалковых черновой и чистовой. Характеристика оборудования клетей стана 3600:

Клеть	С вертикальными валками	Черновая	Чистовая
Тип клети	Двухвалковая	Четырехвалковая	Четырехвалковая
Масса клети, т	721	2003	1781
Габариты клети, мм	12520 x 700 x 12250	1210 x 220 x 5700	1110 x 2200 x 5700
Проем станины, мм	-	2200 x 1190	2200 x 1190
Рабочий валок:
диаметр, мм	900/800	1130/1050	1030/950
Длина бочки, мм	1400	3600	3600
Масса, т	14,5	39	35
Опорный валок:
диаметр, мм	-	1800/1640	1700/1640
Длина бочки, мм	-	3400	3400
масса, т	-	89	89
Давление металла на валок, МН	10,8	45,1	45,1
Скорость прокатки,м/с	0-3,5	0-4,4	0-6,0
Крутящий момент, МН×м	2 x 0,8	2 х 4,1	2 х 2,9
Главный привод:
тип двигателя	ПВ-21-100-7К	2П24/115-3,5	2П23/106
Количество	2	2	2
мощность, кВт	1800	6920	8800
Скорость, об/мин	0-60-120	0-40-80	0-70-140
Давление в системе гидросбива, кН/см2	1,47	1,47	1,47