Обоснование основных параметров универсальных клетей

Учитывая опыт ОАО "Уралмаш" по проектированию универсальных кле­тей, приняты следующие диаметры валков:

- универсальная четырехвалковая клеть

диаметр горизонтальных валков, мм 1200
диаметр вертикальных валков, мм           850;

- универсальная трехвалковая клеть

диаметр горизонтальных валков, мм 850
диаметр вертикального валка, мм            600.

Четырехвалковая клеть должна иметь двухскоростное электромеханиче­ское нажимное устройство: быстроходная ступень используется для переме­щения нажимных винтов со скоростью 20-30 мм/с, а тихоходная ступень со скоростью перемещения нажимных винтов 2,0-2,5 мм/с. Точность установки валков 0,05 мм.

В связи с разностью давления металла со стороны подошвы и головки на вертикальные валки и с целью избежания изгиба заднего конца рельсовой полосы универсальная четырехвалковая клеть должна иметь механизм сме­щения осей вертикальных валков в направлении прокатки в пределах ±30 мм. Смещение производится после каждого прохода.

Для определения усилий и крутящих моментов прокатки по проходам принято:

- средняя частота вращения валков клетей трио 800 - 120 об/мин,

- средняя частота вращения горизонтальных валков четырехвалковой кле­ти - 90 об/мин, а трехвалковой - 110 об/мин.

- температура начала прокатки в клети трио 800-1 составляет 1020 и 1100°С.

Результаты расчетов приведены в табл. 13.2 и 13.3.

Такт прокатки в обжимной клети 950 после изменения режима обжатий составит 36-42 с. Минимально возможный такт прокатки в клети 800-1 соста­вит 33-36 с. Такт прокатки в паре последовательных клетей 800-2 и УК1 со­ставит 53-56 с. Такая величина такта прокатки определяется невозможностью осуществлять перекрытия проходов в клети 800-2.

Таким образом, такт прокатки на РБС в целом составит 53-56 с. Общий цикл прокатки составит 178-185 с, а время прокатки одной полосы в клетях трио и в универсальных клетях составит ~127 с.

Часовая производительность стана при прокатке рельсов Р65 по годному

. 3600- G - kfj             3600-3,25-0,9    . составит О = ——————— = ——————— = 193,2 т/ч.

Т_т                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            54,5

13.2.3. Предложение по технологии прокатки рельсов с примене­ нием клетей дуо 900 повышенной жесткости

Учитывая большие капитальные затраты на реконструкцию стана при ус­тановке универсальных клетей, УралГИПРОМЕЗ предлагает при предстоя­щей реконструкции РБЦ ОАО НТМК установить две клети дуо 900 ревер­сивные, повышенной жесткости взамен существующих клетей трио 800.

Сначала перед прокаткой производится удаление окалины с поверхности заготовки на установке гидросбива.

Прокатка в обжимной клети 950 осуществляется за 5 или 7 проходов, за­тем раскат подается на линию 900 и прокатывается в новых реверсивных клетях жесткой конструкции дуо 900 №1 и №2 (по 3 прохода в каждой кле­ти). Новые рабочие клети - закрытого типа, на подшипниках качения. Длина бочки 2100-2200 мм. Новые клети должны обеспечить допуск по высоте рельсов ±0,5 мм. Установка новых клетей позволит производить рельсы с высокой точностью размеров по сечению.

Для получения точного профиля по длине раската прокатка в клетях дуо должна производиться без совмещения проходов в одной клети, т.е. в клети находится только один раскат.

Прилагаемый график Адамецкого и расчет показывают, что производи­тельность стана по годному при этом составит 176 т/ч (рис. 13.12). Этого вполне достаточно для обеспечения годового объема производства стана 1 млн. т.

Таблица 13.2

Температура полосы и энергосиловые параметры при прокатке

рельсов Р65 после проведения реконструкции. Температура

начала прокатки в клети 800-1 составляет 1020 °С

Таблица 13.3

Температура полосы и энергосиловые параметры при прокатке

рельсов Р65 после проведения реконструкции. Температура

начала прокатки в клети 800-1 составляет 1100 °С

Примечание: в табл. 13.2 и 13.3 для универсальных клетей первая цифра показывает усилие прокатки, действующее на вертикальные валки со стороны подошвы, вторая - на горизонтальные валки, третья — на вертикальные валки со стороны головки.

Цифрами указано машинное время и время пауз, с; цифрами в скобках указаны номера проходов в 1-й и 2-й клетях 850

Рис. 13.12. График Адамецкого при прокатке рельсов Р65 в дуо-реверсивных клетях 850

Недостатки варианта УралГИПРОМЕЗа.

1) Установка жестких клетей дуо 900 не меняет принципиально сущест­вующую схему обжатий, т. к. не обеспечивает прямого обжатия подошвы и головки рельса и поэтому неспособна повысить механические свойства рель­сов.

2) Применение общего привода на обе реверсивные клети дуо 900.

3) Более низкая стойкость калибра чистовой клети дуо 900 по сравению с калибром в универсальной клети.

Следует отметить, что предлагаемые УГТУ-УПИ, ОАО "Уралмаш" и УралГИПРОМЕЗом технические решения по совершенствованию техноло­гии прокатки рельсов на НТМК не являются альтернативными и могут рас­сматриваться как самостоятельные, так и совместно с определением очеред­ности реконструкции.

13.2.4. Состояние и предложения по улучшению состояния валко­ вого хозяйства

В РБЦ НТМК для прокатки рельсов применяются литые чугунные и стальные кованые валки: обжимная клеть дуо - сталь 50, черновая трио -средние валки сталь 60ХН, нижний и верхний - чугун СПХН-45, предчисто-вая трио - чугун СПХН-45, чистовая дуо - чугун СПХН-49. Для прокатки других профилей в клетях трио применяют как стальные, так и чугунные валки. Твердость чугуна по Шору находится в пределах 45-49 HSD.

Валки обрабатывают на вальцетокарных станках (мод. 1А 947 - 5шт., мод. 1А 826 - 1 шт.) конструкции Краматорского завода тяжелого станко­строения. Кроме того, имеется один наплавочный станок. Станки работают с пуска цеха без капитального ремонта, физически изношены, в связи с чем ра­ботают только с одним суппортом, и морально устарели. Для обточки валков в режиме силового резания, после грубой врезки, применяют профилирован­ные резцы шириной до 200 мм с напайкой из быстрорежущей стали Р18 или Р6М5, что не позволяет использовать в чистовой клети более твердые валки. Состояние парка станков.в сочетании с устаревшей технологией обработки валков не позволяют обеспечить необходимые, а тем более повышенные тре­бования к точности выполнения ручьев согласно геометрии калибров. Чу­гунные валки без термообработки в состоянии поставки имеют неоднород­ную структуру и неравномерную твердость по сечению и образующей, что при значительном давлении на резец (по паспорту - до 9 тонн, а фактически - выше) вызывает дополнительные искажения геометрии ручьев в результате отдачи резца на более твердых участках. Фактические замеры по ручьям вал­ка чистовой клети Р65, выполненные при помощи стрелочного индикатора на наименее изношенном станке, показали следующее: радиальное биение 0,15-0,20 мм, а осевое 0,25-0,30 мм.

Для обеспечения работы вальцетокарной мастерской в ее составе имеют­ся шаблонная мастерская, производящая все шаблоны по каждому калибру каждого профиля сортамента цеха, и резцовая для подготовки того же много­образия резцов. К сожалению, шаблонная мастерская не оснащена ни обору­дованием, ни механизированным инструментом, все работы выполняют вручную, поэтому в настоящее время ее производительность не обеспечивает потребности в шаблонах.

Краткая характеристика показывает, что парк станков однозначно требует замены на более совершенные для повышения точности и производительно­сти нарезки ручьев. Это, в свою очередь, позволит увеличить стабильность размеров и геометрии прокатных профилей в случае решения вопроса жест­кости клетей. Современные вальцетокарные станки, например, "Геркулес", при высокой производительности позволяют обеспечить высокую точность обработки более твердых валков. Эти проблемы решены за счет использова­ния скоростных режимов резания в центрах твердосплавными, с механиче­ским креплением пластин, резцами с использованием ЧПУ.

Применение чугунных валков обусловлено возможностями отечествен­ных поставщиков и не соответствует современным требованиям к качеству инструмента деформации (спад твердости по сечению, недостаточная проч­ность). Для обеспечения высокой точности и стабильности размеров, чисто­ты поверхности и конкурентоспособности проката на ведущих зарубежных фирмах при прокатке рельсов в предчистовых клетях применяют более твер­дые и износостойкие валки. Так, фирма "Гонтерман-Пайперс" (Германия) -крупнейший производитель прокатных валков рекомендует использовать ма­териалы GP60/GP70 (40-55 HSC) или GP650/GP750 (42-60 HSC); фирма Innse Cilindri (Италия) - GA, GA-T,GA-NT (45-55 HSC); Kobe Cast Iron Works (Япония) - ТВ, ТА (45-65 HSD), которые представляют заэвтектоидную ли­тую сталь. Однако применение подобных валков в РБЦ комбината невоз­можно без реконструкции вальцетокарной мастерской.

Для повышения оперативности, что особенно важно при освоении новых профилей, производительности и качества изготовления шаблонов необхо­димо шаблонную мастерскую оснастить современным оборудованием, кон­трольно-измерительными приборами и инструментом. Например, можно ре­комендовать станки с ЧПУ для фрезерования копировальных и контрольных шаблонов, которые производит фирма "Геркулес".

Таблица 14.1.