Станы холодной прокатки рулонной стали

Прокатный стан — это агрегат для деформации заготовок из металлов или металлических сплавов при помощи двух или более валков.

Существует два основных вида прокатки: горячая и холодная. Холодная прокатка применяется, в основном, для изделий небольшой толщины (до 5-6 мм) из-за опасности и трудности нагрева тонкого металла. Кроме того, с помощью холодной прокатки получаются изделия с лучшим качеством: более гладкая поверхность, лучшие физико-механические свойства.

Наиболее распространена продольная прокатка - между двумя параллельными валками, однако также существует практика поперечной, винтовой прокатки или их комбинаций.

• Двухвалковые
  Для прокатки сортового профильного материала, узких полос и лент, для расплющивания проволоки, для процессов дрессировки подходят двухвалковые клети.
• Четырехвалковые «кварто»
  На сегодня четырехвалковые станы представляют собой наиболее распространенное прокатное оборудование для производства холоднокатаного материала.
• Шестивалковые
  Станы, имеющие два рабочих и четыре опорных валка. Применяются для холодной прокатки тонких лент из черных цветных металлов в рулонах.
• Многовалковые (двадцативалковые)
  Ввиду малого прогиба рабочих валков эти станы применяют для холодной прокатки тонких полос и узких лент в рулонах с жесткими допусками по толщине.

По виду конечной продукции:

- заготовочные;для прокатки заготовок – слябов и блюмов;

- листовые; для прокатки рулонов и лент шириной до 600 мм;

- сортовые; для получения сортового проката с различным поперечным сечением;

- трубопрокатные;

- станы специальной конструкции:для профилей с меняющимся сечением, колес, бандажей и пр.

По числу валков

Число валков выбирают в зависимости от конечной продукции, ее количества, толщины используемого металла. Различают:

- двухвалковые станы. В клети находится два вращающихся навстречу друг другу валка. Часто такие станы имеют реверс для возможности осуществления нескольких проходов заготовки. Реверсивные модели используются для получения объемных профилей и толстых листов, нереверсивные обычно входят в состав многоклетьевых станов.

- трехвалковые станы. Валки расположены друг над другом и вращаются без изменения направления. Вращение от привода передается только на верхний и нижний валки. Реверсивность работы создается путем пропускания заготовки в одну сторону под средним валком, а в другую над ним, для чего необходимо оснащение стана дополнительным оборудованием – специальным механизмом подъема листов.

- многовалковые станы (четырех-, шести-, двенадцативалковые). Такие станы имеют два приводных валка и два, четыре или больше опорных,. Заготовку размещают между рабочими валками. Они имеют меньший диаметр, чем приводные, благодаря чему уменьшается прогиб рабочих валков и увеличивается жесткость всей конструкции. Это позволяет намного более точно устанавливать толщину изделия, а с помощью двенадцативалковых конструкций производят очень тонкую ленту. Могут иметь реверс. Четырехвалковые клети широко применяют в одноклетьевых и многоклетьевых машинах

По количеству клетей

- одноклетьевые. Состоит из одной клети, валки в которой приводятся в движения одним, часто реверсивным, приводом. Обычно одноклетьевыми выполняют заготовочные (слябы и блюмы) и станы для различных применений.

- линейные многоклетьевые. Стан состоит из клетей, размещенных в одну или несколько линий. Все клети приводятся в движение от одного привода. Такую конструкцию часто имеют заготовочные и станы для профилей крупных размеров. Из простоты привода таких станов возникает их главный недостаток – невозможность менять скорость отдельных секций для ускорения общей скорости проката.

- последовательные. Стан состоит из нескольких последовательно расположенных клетей. Полоса совершает в одной клети только один проход, поэтому стан имеет довольно большое число клетей, следовательно, большие габариты. Этого избегают установкой клетей в нескольких рядов.

- непрерывные. Состоит из расположенных друг за другом клетей, однако, в отличие от последовательных станов, клети расположены очень близко друг к другу, и полоса одновременно обрабатывается в нескольких клетях. Являются самыми производительными станами.

Все подобные схемы применимы как к полосовым, так и к сортовым станам.

Кроме перечисленных, возможны различные комбинации размещения клетей и их приводов.

Для холодной прокатки рулонной стали используют различные станы в зависимости от требуемой производительности установки, назначения изделий пр. Используются реверсивные (трехвалковые) станы, а также многоклетьевые (до 5-6) непрерывные прокатные станы. В зависимости от толщины готовой продукции (1-2,5 мм) исходный материал имеет толщину от 1,5 до 5 мм. Для толстых рулонов распространены станы кварто- или станы с последовательно расположенными черновой и чистовой клетями.

Непосредственно перед прокаткой материала необходимо очистить его поверхность от окалины. Очистка происходит химическим способом - травлением: рулон раскатывают, помещая его часть в ванну с раствором серной или соляной кислоты. Для осуществления непрерывности процесса предварительно конец одного рулона подваривают к началу следующего, а затем, перед прокаткой, отрезают. После травления металл промывают в воде, а затем сушат горячим воздухом и промасливают.Промасливание крайне необходимо для снижения трения между валками и металлом, что снижает износ валков и их прогиб, и, в целом, способствует более продолжительному сроку службы всей конструкции. При этом начало полосы не промасливают для облегчения захвата металла валками и исключения бурежки.Если окалина на металле очень твердая, то вместо травления, используют механическую очистку – дробеметную обработку или роликовые окалиноломатели.

После подготовки рулон попадает на прокатный стан, где металл прокатывается до заданной толщины. В настоящее время, оптимальным и самым используемым решением для производства рулонной стали благодаря своей скорости работы и полной автоматизации являются непрерывные 4-6 валковые станы. В качестве заготовок используются горячекатаные рулоны массой до 50 т с толщиной полосы до 6 мм.

Затем рулон подвергается термообработке в колпаковых или камерных печах для получения заданных механических характеристик или исключения деформаций. В частности, при помощи отжига снимают поверхностные упрочнения – нагревают до примерно 700 град. С, а затем медленно охлаждают. Отжиг проводят между прокатками, в случае, если необходимо добиться сильной деформации металла.

При необходимости проводят дрессировку полосы – прокатку с малым обжатием (1-3%) для улучшения плоскостности и получения определенной твердости металла.

Далее рулоны подвергаются резке – продольной при потребности в более узких рулонах или поперечной для получения листов или небольших и менее тяжелых рулонов.

На завершающей стадии металл подвергается защитной обработке – полировке, покраске, оцинкованию и пр.