Заготовочный стан

Заготовочные станы устанавливаются обычно непосредственно за блюмингом и прокатывали блюмы сечением от 300×300 до 400×400 мм. Их продукцией являются заготовки квадратного сечения размером от 40×40 мм до 250×250 мм, а также заготовки круглого сечения диаметром 60—350 мм. Иногда на заготовочных станах выпускались также листовая заготовка (сутунка) толщиной 6—15 мм и шириной 150—400 мм для полосовых станов^[3]. Как и сортопрокатные станы, они делятся на два основных типа — линейные и непрерывные.

Заготовочные станы линейного типа состоят, как правило, из двух или трёх клетей трио, расположенных в одну линию. По сути, они мало чем отличаются от линейных крупносортных станов и имели те же недостатки: необходимость кантовки раската между клетями и недостаточные возможности регулирования скорости прокатки в каждой клети из-за жёсткой кинематической связи между клетями, имевшими общий (групповой) привод^[2][3].

Непрерывные заготовочные станы (НЗС) старой конструкции состояли из двух групп по 6—8 клетей и использовали только клети с горизонтальными валками и групповыми приводами (валки клетей каждой группы приводились во вращение от одного двигателя). Реверсивные клети при этой схеме прокатки не использовались, но необходимость кантовки при помощи неприводных кантующих роликов или кантующих проводок сохранялась. При этом после кантовки выходящий из клети передний конец раската закручивался на угол до 22°, и такое скручивание вызывало значительные напряжения в металле, часто приводя к образованию дефектов.

Другим существенным недостатком таких станов был упомянутый выше групповой привод нескольких смежных клетей, что не позволяло независимо регулировать частоту вращения валков в отдельных клетях и усложняло расчёт режима обжатий. Позже стали применять более эффективные заготовочные станы с общим приводом не для целых прокатных групп, а только для двух смежных клетей^[4][5].

Более продвинутая конструкция НЗС с клетями с вертикальными валками, обеспечивавшими боковое обжатие заготовки, позволила полностью избежать кантовки^[2]. Такие станы существовали двух видов: с одной или двумя группами клетей (линиями). В СССР и России были наиболее распространены НЗС с двумя группами по 6 или с тремя группами по 7 прокатных клетей^[3].

Так, непрерывный заготовочный стан 850/700/500 конструкции ВНИИМЕТМАШ и Южно-Уральского машиностроительного завода (ЮУМЗ) состоит из обжимной клети 850х1200 с горизонтальными валками, первой непрерывной группы из 5 клетей 850 и 700, а также второй непрерывной группы из 6 клетей 500. При этом клети № 3, 5, 7, 9 и 11 имеют вертикальные валки. Такие станы прокатывают заготовки квадратного сечения 60х60 — 170×170 мм из блюмов сечением 300×300 мм.

Другие, более «тяжёлые» станы 900/700/500, также сконструированные ВНИИМЕТМАШ и ЮУМЗ, состоят из 14 клетей. Они прокатывают блюмы с размером сечения 370×370 мм на квадратную заготовку со стороной 80—200 мм и отличаются только наличием ещё одной обжимной клети 900 и шестой клети 730 в первой непрерывной группе. На таком стане прокатывают более крупные квадратные заготовки 80х80 — 200×200 мм из блюмов 370х370 мм^[2][6].

Но и непрерывные заготовочные станы тоже имеют свои недостатки. Использование клетей с вертикальными валками значительно увеличивало площадь их размещения за счёт более громоздкой приводной системы. При переходе от прокатки одного типоразмера на другой приходилось останавливать всю технологическую линию^[4]. Для ускорения этого процесса в каждой клети НЗС по длине бочки обоих валков нарезали по несколько калибров (по два в первых клетях и по 4—6 — в последних), и при износе одного калибра прокатку заготовок вели в соседнем калибре. С этой целью, для сохранения заданной линии прокатки, рабочие клети по мере необходимости перемещали соответственно в горизонтальном или вертикальном направлении вместе с их приводными шпинделями^[5].

Типичный трубозаготовочный стан 1000/750 состоит из 4 клетей, он прокатывает блюмы 350×350 мм, а его продукцией является круглая заготовка диаметром 75—330 мм^[2]. Другой вариант трубозаготовочного стана 900/500х3 также имел в своём составе 4 клети — реверсивную клеть дуо 900 (малый блюминг) и три последовательно расположенные нереверсивные клети 750. Прокатка на первой обжимной клети проходила в несколько проходов, а кантовка осуществлялась при помощи крюкового кантователя. На бочках валков этой клети длиной 2350 мм нарезаны как ящичные калибры для заготовок квадратного сечения, так и круглые калибры для круглых заготовок. Таким образом, трубозаготовочные станы могли прокатывать разные типоразмеры заготовок^[6].

На металлургических заводах России работало (и в настоящее время продолжает работать) определённое количество заготовочных станов линейного типа. Так, стан 850 эксплуатировался на Надеждинском металлургическом заводе (ранее — металлургический завод им. Серова) в Свердловской области, стан 800 — на Чусовском металлургическом заводе в Пермском крае, станы 750 — на комбинате ЕВРАЗ ЗСМК в Новокузнецке, на Златоустовском и Нижнесергинском металлургических заводах, стан 500 — на Омутнинском металлургическом заводе в Кировской области. Некоторые из них уже выведены из эксплуатации как устаревшие.

Что касается непрерывных заготовочных станов, то из них можно упомянуть НЗС 900/700/500 Челябинского металлургического комбината и НЗС 1000/750/630 металлургического завода «Красный Октябрь» в Волгограде.

Сегодня заготовочные станы продолжают использоваться, хотя значительную конкуренцию горячекатаным заготовкам для сортопрокатных и трубных станов составляют непрерывнолитые заготовки. Машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), как правило, более компактны и обеспечивают более высокую производительность. Однако непрерывные заготовочные станы дают возможность производить более широкий размерный сортамент заготовок и обеспечивают большую технологическую гибкость. Дальнейшее развитие НЗС связывается с максимально возможным устранением поверхностных дефектов и с дальнейшим расширением сортамента прокатываемых заготовок (в том числе трубных, шаровых и заготовок для деталепрокатных станов)^[7].