Определение площади складов металла, расхода энергоносителей, материалов и инструмента

В цехе холодной прокатки должны быть предусмотрены склады исходных горячекатаных рулонов; промежуточные (межоперационные) склады; склады готовой продукции; склады масел, запасных частей, валков.

Нормы хранения металла в цехе холодной прокатки, сут.;

Склад исходных материалов

(горячекатаных рулонов) 5-7

Склад горячекатаных травленых рулонов

перед станом холодной прокатки 2

Склад холоднокатаных рулонов перед отжигом 1

Склад отожженных рулонов перед дрессировкой 4

Склад дрессированных не промасленных рулонов

перед резкой 1

Склад готового металла перед упаковкой 1

Склад готовой продукции 2-3

На складе исходных материалов горячекатаные рулоны укладываются в стопы в вертикальном положении в несколько рядов (пирамидой). Высота пирамид достигает 4,5 м. Удельная нагрузка на данном складе составляет 80-110 кН/м².

На промежуточных складах и складе готовой продукции рулоны хранятся в горизонтальном или вертикальном положении в один ряд на стеллажах ( кН/м²).

Емкость складов металла определяется количеством металла. которое может быть на них размещено:

,

где - норма продолжительности хранения, сут. (для склада заготовок =3-4 сут., для склада готовой продукции =2-3 сут.);

- максимальная интенсивность удаления металла со склада, т/ч.

Для склада заготовок принять равной наибольшей из часовых производительностей стана, а для склада готовой продукции принять равной средней часовой производительности.

Для склада заготовок:

т.

Для склада готовой продукции:

т.

Полезная площадь склада определяется по формуле:

,

где - удельная нагрузка, кН/м²;

Для склада заготовок:

м².

Для склада готовой продукции:

м².

Определение годовой потребности цеха:

,

где - расход какого-либо энергоносителя, материала или инструмента;

- расходный коэффициент.

Расход электроэнергии:

кВт·ч.

Расход воды:

м³.

Расход сжатого воздуха:

м³.

Расход пара:

кг.

Расход кислот для травильных агрегатов:

· H₂SO₄

кг.

Расход топлива для печей термической обработки:

· колпаковая печь

кДж;

· проходная печь

кДж.

Расход защитного газа для печей:

м³.

Расход смазочных материалов для узлов:

кг.

Расход трения оборудования:

· густые

кг;

· жидкие

кг.

Расход технологических смазочных материалов:

кг.

Расход валков для непрерывного и дрессировочного станов:

кг.

При горячем оцинковании конструкционной стали дополнительно расходуется:

· электроэнергия

кВт·ч;

· вода

м³;

· сжатый воздух

м³;

· пар

кг;

· материла покрытия

кг;

· химикаты для обезжиривания

кг;

· серная кислота для травления перед покрытием

кг;

· химикаты для покрытия

кг;

· химикаты для пассивации

кг.

3. Техническая характеристика выбранного

оборудования

3.1. Непрерывный травильный агрегат (НТА)

Непрерывный травильный агрегат (прил. 1) установлен в цехе холодной прокатки полосы на непрерывном четырехклетьевом стане кварто 500/ 1500×2500 и предназначен для травления полосы в растворе серной или соляной кислоты.

Толщина полосы 1,5-6 мм, ширина 1000-2350 мм. Наружный диаметр рулона 1150-1950 мм, внутренний 1000 мм. Рулон большой массы получают на отдельном стыкосварочном агрегате, сваривая концы 2-5 рулонов меньшей массы.

Материал полосы сталь, характеризуется пределом прочности 500 МПа и пределом текучести 300 МПа.

Скорость движения полосы на участке от двухпозиционного разматывателя до первой петлевой ямы 110-450 м/мин; на участке дрессировочного стана между первой и второй петлевой ямами 15-315 м/мин; на участке травильных и промывочных ванн между второй и третьей петлевой ямами 45-180 м/мин; на участке от третьей петлевой ямы до моталки 50-200 м/мин.

Средняя годовая производительность агрегата – 1,2 млн.т.

Число кислотных ванн 4, промывочных 2. Полезный объем кислотной ванны 150 м³, для холодной промывки 54 м³, ванны для горячей промывки 43,5 м³.

Внутренний диаметр рулона, выходящего из травильного агрегата, 1000 мм, наружный 1150-1950 мм. Масса рулона до 25 т.

Кислотные ванны работают по каскадному принципу: раствор кислоты концентрацией 23-26% непрерывно подается в последнюю по движению полосы кислотную ванну №4.

В ванны №3,2,1 ослабленный раствор поступает непрерывно в результате разности уровней раствора в соседних ваннах. Отработавший раствор удаляется из первой ванны. Кроме того, возможна работа ванн обычным способом, при котором свежий раствор периодически подается в каждую ванну, а отработавший раствор периодически удаляется из каждой ванны.

Машина 22 для механической сшивки концов двух полос предусматривается на случай выхода из строя машины 16 для стыковой электросварки, а также для сварки концов полос при невозможности их стыковой электросварки.

Для интенсификации процесса химического травления полосы в кислотных ваннах в агрегате предусмотрено дрессировочная клеть кварто 500/1500×2500 , предназначенный для механической ломки окалины при прокатке полосы с обжатием до 10%.

Положение полосы в кислотной ванне относительно ее дна автоматически регулируется так называемым танцующим роликом, соприкасающимся с этой полосой и дающим команду на изменение скорости роликов 37. Длина полосы в петлевых ямах автоматически контролируется при помощи фотоимпульсатор.

Масса механического оборудования агрегата около 2200 т.

3.2. Агрегат поперечной резки полосы

Агрегат поперечной резки полосы 2,5×2350 мм (прил.2) установлены в цехе непрерывного четырехклетьевого стана кварто 600/1500×2300 и предназначен для резки рулонов полосы толщиной 0,6-3,3 мм и шириной 1050-2350 мм на ленты мерной длины шириной 1000-2300 мм и длиной 1,5-6,0 мм.

Материал холоднокатаной полосы сталь, характеризуемый пределом прочности 490-875 МПа, пределом текучести до 400 МПа при относительном удлинении 19-21%.

Внутренний диаметр рулона 800 мм, наружный до 1900 мм. Масса рулона до 25 т.

После порезки на мерные длины листы укладываются в пачки массой до 10 т каждая на трех подъемных столах. Пачки листов убирают поперечными транспортерами, взвешивают на весах и транспортируют на склад.

Скорость движения полосы перед летучими ножницами 1,6-6,4 м/с, а листов за ножницами 1,9-7,6 м/с. Средняя часовая производительность агрегата 160 т/ч, или 850 тыс. т/год.

Масса агрегата, включая транспортеры перед разматывателями, транспортеры у подъемных столов и весы, не показанные на листе, 1250 т.

Агрегат поперечной резки 0,25-0,6×1000 мм (прил.2) установлен в цехе непрерывного пятиклетьевого стана кварто 800/1300×1200 холодной прокатки и предназначен для резки полосы на листы мерной длины. Предел прочности материала полосы 600МПа.

Толщина полосы 0,25-0,6 мм, ширина 500-1000 мм. Внутренний диаметр рулона 500 мм, наружный до 1800 мм. Масса рулона до 15 т. Длина листов 330-1500 мм.

После резки полосы на летучих ножницах со скоростью 1,5-5 м/с листы укладываются в пачки массой до 5 т каждая на трех подъемных столах укладчиках. Гильотинные ножницы 7 предназначены для обрезки переднего неровного и утолщенного конца полосы.

Общая масса агрегата включая анкерные части, малопроводы, пневмоприводы, гидроприводы 265 т.

3.3. Агрегат продольной резки полосы

Непрерывный агрегат продольной резки 0,4-2,0×1550 мм конструкции УЗТМ (прил.3) предназначен для обрезки боковых кромок рулонной полосы и резки (роспуска) ее на узкие ленты. Параметры исходных рулонов: масса до 30 т, толщина полосы 0,4-2,0, ширина 750-1550 мм. Готовые узкие рулоны имеют массу до 10 т, наружный диаметр до 1600, внутренний диаметр 600, ширину 80 мм и более. Скорость полосы в агрегате 1,5-7 м/с, натяжение полосы 5-25 кН, материал полосы имеет МПа.

Исходный рулон устанавливают на барабан разматывателя 1, конец полосы отгибается магнитным отгибателем 2 и обрезается ножницами 3. Для создания натяжения полосы роликами 4 разматыватель работает в генераторном режиме. Полоса проходит через контрольно-маркировочный стол 5, промасливающее устройство 6 и дисковыми многопарными ножницами 7 разрезается (распускается) на несколько узких лент; боковые кромки сматываются в бунты бракомоталкой 8.

Передние концы узких лент захватываются передвижными роликами 9 и заправляются в щель барабана моталками 11. При этом ленты отводятся одна за другой на некоторое расстояние и в образующиеся зазоры опускаются разделительные кольца на подъемном ролике 10; при помощи этих колец образуются ровные торцы узких рулонов. По окончании наматывания рулонов обвязывают узкой полосой и сталкивают на один из трех штырей поворотного пакетирующего устройства. Производительность агрегата 20-40 т/ч.

Агрегаты для продольной резки предназначены для обрезки боковых кромок и роспуска (разрезки) широкой рулонной полосы на узкие полосы и ленты (шириной от 20-60 до 400-600 мм), сматываемые в отдельные рулоны.

Несмотря на то что рабочая скорость резки на АПрП такая же, как и на АПР, производительность их в 5-10 раз меньше. Это объясняется тем, что в общем цикле резания (роспуска) одного рулона (20-40 мин) большую долю времени (до 80%) составляет время вспомогательных операций: установка рулона на барабан разматывателя, порезка переднего некондиционного конца полосы (имеющего значительную разнотолщинность), уборка обрезков, заправка передних концов отдельных полос на барабан моталки, уборка отдельных узких рулонов с барабана моталки, обвязка и т.п.

Совершенствование конструкции агрегатов продольной резки должно быть направлено на уменьшение времени указанных выше вспомогательных операций.

3.4. Агрегат горячего цинкования полосы

Агрегат непрерывного горячего цинкования (прил.4) предназначен для обработки полос из углеродистой стали, поступающих непосредственно со станов холодной прокатки, с последующей выдачей готовой продукции в виде листов.

Размеры холоднокатаных листов и рулонов, поступающих на цинкование: толщина полосы 0,45-1,45 мм, ширина 700-1320 мм, наружный диаметр рулона 1800 мм, внутренний 500, 600 и 800 мм. Масса 15 т.

В потоке агрегата холоднокатаная полоса подвергается химическому и электрохимическому обезжириванию, промывке, термическому обезжириванию, рекристаллизационному отжигу, покрытию в ванне с расплавленным цинком. Оцинкованную полосу подвергают принудительному и естественному охлаждению, пассивации, промасливанию, а затем разрезают на листы мерной длины. Размеры оцинкованных листов: толщина 0,5-1,5 мм, ширина 0,7-1,32 м, длина 0,7- 4,0 м. Скорость движения полосы во входной и выходной секциях 1,3 м/с, в технологической 1 м/с.

Оборудование входной секции предназначено для приемки и разматывания рулонов, обрезки толстых, коробоватых и замятых передних и задних концов полос, сварки концов рулонов внахлестку, обрезки и смотки в рулон боковых кромок. Оборудование технологической секции агрегата предназначено для химического, электрохимического и термического обезжиривания поверхности полосы, рекристаллизационного отжига в восстановительной среде, покрытия методом горячего погружения, охлаждения оцинкованной полосы, пассивации цинкового покрытия.

Для отжига служит горизонтальная протяжная печь. Длина участка нагрева 60 м, охлаждения 46 м.

Ванны оцинкования вмещают ~ 75 т расплавленного цинка при 440 °С. Оборудование выходной секции предназначено для транспортировки и создания запаса оцинкованной полосы, измерения толщины покрытия и общей толщины полосы, промасливания, порезки на мерные длины с последующей сортировкой в потоке агрегата и укладкой в пачки.

3.5. Агрегат плакирования полосы полимерными материалами

Плакированные стальные и алюминиевые полосы и листы характеризуются высокими коррозионной стойкостью, звукопоглощаемостью, электроизоляцией и хорошим внешним видом (цветное покрытие с тиснением рисунков). Такие полосы не требуют ухода при эксплуатации (мойки, чистки и т.п.). Их применяют для отделки автомобилей, автобусов, вагонов, жилых и конторских помещений, мебели, телевизоров, радиоприемников и т.п. Плакированные листы можно сваривать, вальцевать и подвергать штамповке с вытяжкой.

Технологический процесс плакирования состоит из следующих основных операций: обезжиривания и химической обработки полосы, нанесения клея и нагрева, покрытия пленкой (изготовляемой химическими заводами), прокатки полосы с пленкой при температуре 160-180⁰С при давлении до 0,5 МПа и охлаждения.

Плакирование полосы осуществляют в непрерывных агрегатах, аналогичных агрегатам лужения и цинкования, при скорости до 2 м/с.

Агрегат (прил. 5) предназначен для покрытия полихлорвиниловой пленкой стальной (08пс) холоднокатаной полосы толщиной 0,4-1 и шириной 500-1000 мм в рулонах массой до 10 т. Полосу покрывают пластмассовой пленкой толщиной до 0,3 мм, разматываемой из рулона массой до 500 кг.

После очистки поверхности, термообработки и дрессировки рулон стальной полосы при помощи подъемного стола 1 устанавливают на барабан разматывателя 2. Конец полосы отгибают скребовым отгибателем, подают роликами 3 и отрезают на гильотинных ножницах 4 с пневмоприводом верхнего наклонного ножа. Далее полоса правится на роликоправильной машине 5 и в сварочной машине 6 сваривается с задним концом полосы предыдущего рулона для обеспечения полностью непрерывного процесса. В вертикальном (башенном) петлевом устройстве 8 (аккумуляторе) создается запас полосы для обеспечения непрерывного движения ее в последующих устройствах, когда в головной секции линии осуществляются установка нового рулона и сварка концов полосы. Движение и натяжение полосы обеспечиваются подающими и тянущими роликами 7. В секции и подготовки полосы перед плакированием производятся электролитическое обезжиривание поверхности в ванне 9, чистка щетками и промывка в ванне 10, придание шероховатости путем электролитического травления в ванне 11, промывка в ванне 12, пассивация и сушка полосы в ванне 13. На клеевой машине 14 на одну или обе поверхности полосы наносится клей; клей подсушивается в камере 15 для улетучивания растворителя. При помощи плакирующих роликов 16 на полосу накладывается пленка, разматываемая из рулонов 17; боковые кромки пленки отрезают дисковыми ножницами 18. В электролитической печи 19 пленка размягчается и затем «прокатывается» роликами 20 с одновременным тиснением рисунка на поверхности. Далее плакированная полоса проходит через сушилку 21, накопитель 22, разрезается на гильотинных ножницах 23 и сматывается в рулон на моталке 24. Скорость движения полосы в средней технологической секции плакирования 0,1-1 м/с, в головной и выходной части – до 2 м/с.

Заключение

В курсовой работе мы рассчитали основные параметры холодной прокатки: режим обжатий и скорость прокатки в клетях стана, сопротивление металла полосы деформации, энергосиловые параметры процесса прокатки.

Для каждого профилеразмера посчитали часовую производительность, а затем среднюю годовую производительность стана.

Затем мы рассчитали или выбирали все вспомогательное оборудование, которое приведено на технологической схеме.

Получили, что годовая производительность стана составляет: 4967250 т/год; для непрерывной работы цеха необходимо наличие вспомогательного оборудования, а именно: 3 травильных агрегата, 2 агрегат поперечной резки и 3 агрегата продольной резки.

Список литературы

1. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов М.: Металлургия,1987.;

2. Прокатное производство/ П.И.Полухин, Н.М.Федосов, А.А.Королев и др. М.: Металлургия, 1982.;

3. Савельев В.Б., Савельева Р.Н. Проектирование технологических линий по производству металлопроката: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2000.

4. А.И.Целиков, П.И.Полухин, В.М.Гребеник. Машины и агрегаты металлургических заводов – М.; Металлургия, 1988. 680 с.

Приложение 1

НТА

Приложение 2

агрегат поперечной резки

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

1-конвейер горячекатанных рулонов; 2-стыкосварочный агрегат;

3,4 –непрерывные травильные агрегаты №1 и 2;5 – агрегаты поперечной резки;6 – четырёхклетевой стан 2500; 7 – колпаковые печи для отжига;

8 – дрессировочный стан 2500;9 – дрессировочный стан 1700;

10,11 – агрегаты поперечной резки №1 и 2;12 – агрегаты продольной резки; 13 – агрегаты сортовки листов;14 – линии раскроя листов; 15 – передаточное устройство для рулонов;