Прокатного производства (тэп)

К основным ТЭП относятся: производительность стана, расход металла, расход топлива, расход электроэнергии, расход валков, расход воды и пр.

1. Технически возможную часовую производительность определяют по формуле: , т/час,

где Т – ритм (такт, цикл) прокатки, сек. Это время между одноименными моментами прокатки двух следующих друг за другом слитков (заготовок),

G – масса заготовки, т.

Ритм прокатки для одноклетьевых реверсивных станов

,

где - машинное время (собственно прокатки),

- время пауз между проходами,

- начальная пауза между слитками.

При прокатке в нескольких клетях с перекрытием ритм прокатки определяют по графикам Адамецкого, или проще – по чистовой клети стана.

С учетом выхода годного и коэффициента использования стана фактическая часовая производительность будет

,

где К₁ – выход годного проката (0,75…0,95),

К₂ – коэффициент использования стана (0,85…0,90). Учитывает мелкие внутрисменные задержки, не фиксируемые как простои стана.

Годовая производительность стана будет

,

t – годовой фонд времени работы стана. Он равен числу часов в году за вычетом времени капитального и планово-предупредительных ремонтов, фиксируемых простоев стана и т.п.

2. Расход металла учитывают двумя показателями – расходным коэффициентом и выходом годного проката.

Расходный коэффициент определяют отношением массы заданного металла к массе годного проката, т.е. с учетом отходов в угар, обрези концов, брака и т.п. Например, задано заготовок 1000кг, получено 800 кг проката, расходный коэффициент .

Выход годного определяют обратным отношением и выражают в процентах: .

В целом по металлургическим заводам Украины .

3. Расход топлива. Учитывают общий расход за отчетный период и удельный расход условного топлива на единицу массы проката. На блюмингах и слябингах, например, удельный расход условного топлива составляет 1050 МДж/т или 250×10³ к×кал/т.

4. Расход электроэнергии на главный привод и вспомогательные механизмы учитывают в виде отношения количества затраченной энергии к массе годного проката - квт×ч/т. Зависит от температуры прокатки, марки стали, сложности профиля, степени использования стана и т.п. По различным станам он колеблется в пределах от 15…20 квт×ч/т на обжимных станах, 50…60 квт×ч/т – на сортовых и листовых станах и до 600 квт×ч/т в цехах холодной прокатки полос.

5. Расход валков. По мере износа валки перетачивают до минимально допустимого диаметра, а затем списывают в металлолом. Сюда же относят поломанные и с различного рода дефектами валки.

Расход валков учитывают по их начальной массе за определенный отрезок времени (месяц, год), а также в виде расходного коэффициента, равному начальной массе валков в килограммах, деленной на массу выпущенного проката в тоннах. На обжимных станах расходный коэффициент валков составляет на уровне 0,1 кг/т, на крупносортных – 0,4 кг/т и на листовых станах горячей прокатки – до 1,5 кг/т.

6. Расход воды на охлаждение нагревательных печей, валков и другие технологические нужды составляет в среднем 4,5 м³/т проката.

Дефекты проката

Качество проката формируется, начиная от сырых материалов, чугуна, но особенно - в процессе сталеплавильного и прокатного переделов. В соответствии с этим дефекты проката подразделяются на две группы – сталеплавильного и прокатного происхождения.

Дефекты первой группы являются следствием нарушения технологии выплавки и разливки стали, охлаждения и транспортировки слитков, несовершенств самой технологии и пр. Их еще именуют дефектами слитка.

Дефекты второй группы образуются вследствие нарушения технологических инструкций по нагреву заготовок, прокатке и отделке готовой продукции.

Дефекты сталеплавильного производства подразделяют на поверхностные и внутренние. К основным поверхностным дефектам относят:

1. Плены. Являются результатом разбрызгивания стали в начале разливки. Окисленные брызги на поверхности слитка раскатываются в плены. Их можно легко удалить, но на их месте остаются вмятины.

2. Поперечные трещины. Образуются при подвисании слитка из-за дефектов изложницы. Трещина с окисленной поверхностью заполняется свежим металлом, но при прокатке в этих местах образуются грубые рваные поперечные трещины.

3. Продольные трещины. Образуются преимущественно вблизи углов слитка, глубина их залегания составляет 5…30 мм. Являются следствием разливки перегретой стали и усугубляются перегретой изложницей.

4. Инородные включения. Частицы огнеупорных материалов, шлака и пр. на поверхности слитка, вкатанные в поверхностный слой раската и вытянутые вдоль направления прокатки.

Основные внутренние дефекты слитка:

1. Головная усадочная раковина – формируется в прибыльной части слитка вследствие усадки стали при остывании.

2. Осевая усадочная раковина - природа та же, но простирается за пределы прибыльной части внутрь тела слитка. Является следствием неблагоприятных условий охлаждения головной части слитка, преждевременного раздевания или опрокидывания слитка и т.п.

3. Вторичная усадочная раковина – закрытая усадочная раковина ниже головной. Образуются при разливке стали прерванной струей и пр.

4. Усадочная рыхлость – мелкие поры и неплотности металла вблизи усадочной раковины и по оси слитка. Причина – усадка стали при остывании, выделение газовых пузырей, не успевших всплыть на поверхность.

5. Ликвация. Неравномерный химический состав стали в объеме слитка. Более легкоплавкие соединения (в частности, серы, фосфора) при остывании оттесняются к центру и вверх изложницы, где и застывают в последнего очередь.

6. Подкорковые (сотовые) газовые пузыри. Дефект характерен для кипящей стали. Выделяемые при кристаллизации металла газы удерживаются дендритами под образовавшейся корочкой. При малой толщине корочки пузыри вскрываются при нагреве, в результате на поверхности раската появляются волосные трещины.

7. Шлаковые включения – являются следствием оставшихся в объеме слитка частиц огнеупоров (от сливного желоба, ковшей, сифонного припаса и пр.) и продуктов раскисления.

Дефекты прокатного происхождения подразделяют на дефекты нагрева металла, собственно прокатки и отделки.

К дефектам нагрева относят окалинообразование, обезуглероживание поверхностного слоя, перегрев и пережог стали, внутренние трещины.

1. В обычных условиях избежать окалинообразования невозможно и это приводит к потерям до 1…2% металла и более.

2. Обезуглероживание поверхностного слоя является следствием выгорания углерода и для рядовых марок стали не являются браковочным признаком. Для сталей специального назначения, например, инструментальных, он подлежит удалению.

3. Перегрев стали сопровождается значительным ростом зерна, что приводит к понижению свойств стали. Прокат из такой стали может быть доведен до требований ГОСТ путем термообработки.

4. Пережог стали является следствием значительного превышения заданной температуры нагрева стали, сопровождаемого оплавлением зерен. Дефект неустраним.

5. Внутренние трещины могут появляться в результате ускоренного нагрева (охлаждения) сталей с пониженной теплопроводимостью и пластичностью. Возникающие внутренние напряжения из-за перепада температур и структурных превращений могут превысить прочность сталей с образованием внутренних трещин.

К основным дефектам проката относят:

1. Трещины. Продольные - являются следствием дефектов поверхности валков обжимных клетей, грубой вырубки дефектов заготовки и пр., поперечные - следствием повышенных обжатий при свободном уширении.

2. Риски, царапины – являются результатом травмирования поверхности раската валковой арматурой, наварами на пропусках и проводках.

3. Усы (заусенцы, лампасы) – результат переполнения калибра металлом, неправильной настройки валков.

4. Закат – продольная складка (по внешнему виду трещина) от закатанного заусенца. Расположена под острым углом к поверхности (в отличие от трещины).

5. Флокены – мелкие внутренние трещины, образующиеся в результате выделений водорода при ускоренном охлаждении стали.

6. Искажение геометрической формы раската в продольном (разнотолщинность, волнистость, коробоватость, серповидность и пр.) и поперечном (разнотолщинность, овальность круга, ромбичность квадрата и т.д.) направлениях.

К дефектам отделки относят косой рез, заусенцы и др.

Кроме названных существует много и других дефектов, возникающих на различных стадиях обработки металла. Например, дефекты по химическому составу, механическим свойствам, структуре и т.д.