Крупносортный стан

В качестве заготовки для крупносортных станов старой конструкции использовали блюмы с поперечным сечением 250х250 или 300×300 мм и длиной 6 м. Продукцией таких станов являются круглый профиль диаметром 50—200 мм, профиль квадратного сечения 50х50 — 100×100 мм, полосовой профиль толщиной 15—50 мм и шириной 10—200 мм, угловой профиль с полкой размером 80—160 мм, двутавровые балки высотой 100—300 мм, рельсы массой до 24 кг/м², а также большое количество специальных сложных профилей На комбинированных крупносортно-заготовочных станах размер прокатываемых круглых и квадратных прутков возрастает до 300—360 мм^[2][3].

Крупносортные станы имеют схожий размерный сортамент с рельсобалочными станами по простым профилям, а фасонные профили (швеллеры, двутавровые балки и рельсы) являются для части из них дополнительной опцией.

В середине ХХ века в СССР сооружались, главным образом, «зигзагообразные» крупносортные 9-клетевые станы 500, расположенные на трёх линиях. Все клети в таких станах были двухвалковыми. В первой линии располагались четыре черновые клети 660 с общим приводом и пятая клеть 570, имевшая общий привод с аналогичной шестой клетью уже во второй линии. Во второй линии также на большом расстоянии друг от друга размещались ещё две клети 570, причём первая из них имела изолированный привод, а вторая — общий с последней, девятой клетью (единственной в третьей линии)^[4][5].

Несколько позже, в 1960-е годы, в СССР было построено несколько более «тяжёлых» крупносортных станов 650 линейного типа, состоящих уже из двух линий. В первой из них была расположена обжимная реверсивная клеть дуо с валками диаметром 800 мм. Использование двухвалковой реверсивной клети, а не непрерывной группы клетей, хотя и увеличивает капитальные затраты, но даёт возможность применять более широкий диапазон калибровок и значительно бо́льшие обжатия, сокращая таким образом число проходов^[3]. Вторая линия имеет в своём составе две черновые клети трио с валками диаметром 650 мм. Эти клети оборудованы подъёмно-качающимися столами с манипуляторами и кантователями, а для перемещения раската между клетями одной линии служат шлепперы. В этой же линии расположена чистовая клеть дуо с валками диаметром тоже 650 мм. Применение на выходе технологической линии именно двухвалковой клети объясняется её большей жёсткостью по сравнению с трёхвалковой и возможность быстрее осуществлять перенастройку на другие типоразмеры проката^[2][3].

На комбинате «Уральская сталь» (ранее — Орско-Халиловский металлургический комбинат) в г. Новотроицке Оренбургской области долгое время (до 2014 г.) работал, по-видимому, самый мощный в СССР и России крупносортный стан 900/850 линейного типа в составе реверсивной двухвалковой клети 950, а также двух черновых клетей трио 800 и чистовой клети дуо 850 (последние три клети имеют общий групповой привод). На этом стане выпускали простые и фасонные профили (включая шпунтовый, зетовый и корытный профили).

Станы линейного типа имели ряд существенных недостатков, среди которых одним из самых главных является общий привод клетей, одинаковая скорость вращения валков в этих клетях и, соответственно, одинаковая скорость прокатки. Это значительно снижает возможности регулирования скоростного режима в ходе прокатки.

Более современной конструкцией (по сравнению со станами линейного типа) обладает полунепрерывный крупносортный стан 600, состоящий из 17 рабочих клетей в трёх параллельных линиях. В начале технологической цепочки расположены одна или две обжимные горизонтальные клети 850, за ними — черновая непрерывная группа из четырёх или пяти чередующихся клетей (горизонтальных 530 и вертикальных 730), а после неё — аналогичная промежуточная группа. Чистовая группа состоит из пяти горизонтальных клетей 530, причём последняя клеть может быть заменена на универсальную при прокатке балочных профилей. В такой универсальной клети, кроме горизонтальных приводных валков, в той же плоскости расположены и вертикальные холостые валки (эджеры)^[6]. Скорость металла на выходе из последней клети составляла до 10 м/с, длина раската достигала 100 м. Фактически стан 600 представляет собой сочетание заготовочного и крупносортного станов, поскольку его обжимные и черновые клети могут рассматривать как своего рода заготовочная группа^[4][5].

Несколько иным проектом является 8-клетевой крупносортный стан 550, расположенный на двух линиях. В каждой из этих параллельных линий находится по 4 клети: в первой — обжимная реверсивная клеть 670, непрерывная группа из двух клетей и отдельно стоящая клеть, во второй — также непрерывная группа из двух клетей и уже две отдельно стоящие клети. Такой стан специализируется на выпуске профилей как общего, так и специального назначения^[5]. Полунепрерывные крупносортные станы конструктивно имеют как преимущества, так и недостатки. С одной стороны, расположение клетей в трёх линиях является рациональным с точки зрения использования оптимального числа клетей для прокатки нужного профилеразмера: например, клети второй и третьей линий можно попарно исключать из технологического процесса при прокатке более крупных профилей. Однако, при этом затрачивается дополнительное время на поперечное перемещение раската между линиями, а расстояние между отдельно стоящими клетями должно быть больше длины раската, что заметно увеличивает размеры прокатного стана. Кроме того, существенно затрудняются и замедляются процессы перевалки, ремонта и технического обслуживания^[4][7].

Важной особенностью непрерывных крупносортных станов является индивидуальный привод каждой рабочей клети, что обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости вращения валков и позволяет избежать натяжения проката в чистовых клетях. Непрерывные станы, как правило, имеют рабочие клети с вертикальными валками, которые исключают необходимость кантовки проката между клетями или группами клетей. Кроме того, для таких станов достигается значительно более высокий уровень автоматизации технологических процессов и исключение ряда вспомогательных механизмов, таких, как рольганги и шлепперы^[3].

Классическим примером такого крупносортного стана в нашей стране является непрерывный 16-клетевой стан 450 Западно-Сибирского металлургического комбината (ЕВРАЗ ЗСМК), установленный в 1976 г. В технической литературе этот стан чаще относят к крупносортным, хотя на самом комбинате его считают всё же среднесортным^[5]. Черновая группа стана 450 включает шесть клетей дуо (из них четыре горизонтальные 630 и две вертикальные 480). Промежуточная группа состоит из четырёх клетей дуо — двух горизонтальных 530 и двух комбинированных, которые могут работать как с горизонтальными, так и с вертикальными валками. Иногда черновую и промежуточную группы, вследствие из близкого взаимного расположения, рассматривают как единый черновой блок клетей. Чистовая 6-клетевая группа имеет в своём составе две горизонтальные клети 480 и 420, три комбинированные 480 и одну универсальную 780, причём универсальная клеть используется только при прокатке балочных профилей.

Кроме упомянутых выше крупносортного стана линейного типа комбината «Уральская сталь» в Новотроицке и крупносортного (среднесортного) непрерывного стана 450 ЕВРАЗ ЗСМК в Новокузнецке, в России сейчас эксплуатируется ещё несколько крупносортных станов.

Наиболее мощный из них — крупносортно-заготовочный стан 1000/850/630 на Волгоградском металлургическом заводе «Красный Октябрь» (введён в эксплуатацию в 1993 г.). Этот стан состоит всего из шести клетей — двух обжимных реверсивных дуо 100 и 850, а также 4-клетевой непрерывной группы 630. Он выпускает круглый прокат диаметром 65—360 мм и квадратный прокат со стороной 80—200 мм.

Один из отечественных лидеров по производству крупносортного проката — это Нижнетагильский металлургический комбинат (ЕВРАЗ НТМК), в его состав входит основанный в 1959 г. крупносортный 4-клетевой стан линейного типа 850/650. Он состоит из обжимной реверсивной клети 850, двух черновых клетей трио 650 и чистовой клети дуо 650. Программа выпускаемой продукции включает очень широкий диапазон простых и особенно фасонных профилей, в том числе вагонные и шахтные стойки, полосы для рельсовых скреплений и трубные заготовки. Кроме того, этот стан является единственным предприятием в России, которое производит неравнополочные угловые профили.

На Челябинском металлургическом комбинате функционирует 3-клетевой крупносортный стан 780, выпускающий круглый прокат диаметром 80—180 мм и квадратный прокат со стороной 130—150 мм.

Крупносортный стан 710 установлен на заводе «Камасталь» в Перми. Он выпускает профили круглого сечения диаметром 19—200 мм, квадратного сечения со стороной 40—220 мм из углеродистых, конструкционных и легированных сталей для машиностроения, судостроения, нефтяной и газовой промышленности.

Крупносортно-заготовочный стан 700 работает с 1987 г. на Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК). Он состоит из реверсивной обжимной двухвалковой клети 1000 и двух 4-клетевых непрерывных групп, а сортамент выпускаемой продукции включает круглые прутки диаметром 12—180 мм и квадратные прутки со стороной сечения 70—135 мм.

Также можно упомянуть крупносортный стан 600 линейного типа на электрометаллургическом заводе «Электросталь» и 3-клетевой крупносортный стан 550 Чусовского металлургического завода.