Среднесортный стан

Для среднесортных станов используют заготовки квадратного сечения размером от 150×150 мм до 250×250 мм. Готовой продукцией является круглый прокат диаметром 20—120 мм, прокат квадратного сечения и шестигранного сечения размером 40—120 мм, угловые профили с полкой 75—125 мм, полосовую сталь шириной 45—200 мм и толщиной 4—16 мм. Важной частью сортамента таких станов (в отличие от мелкосортных) являются фасонные профили — швеллеры и двутавровые балки высотой 160—300 мм, а также рельсы массой до 24 г/м^[3][4]. В этой связи среднесортные станы иногда называют среднесортно-балочными^[5].

Среднесортные станы линейного типа считаются в настоящее время устаревшей конструкцией. Они обычно имели в своём составе 5—6 клетей, расположенных в две линии^[3]. Для таких станов также практиковалась схема технологического процесса с «шахматным» расположением чистовых клетей. При этом 6 черновых клетей дуо размещались на одной линии, ещё одна промежуточная клеть располагалась отдельно, а 4 чистовые клети с попарным приводом устанавливались в шахматном порядке со смещением на одну бочку валка. Такая оригинальная конструкция позволяла существенно сэкономить рабочее пространство цеха за счёт небольшого числа клетей и возможности прокатки более крупных профилей, но жёсткая кинематическая связь пар чистовых клетей с единым приводом затрудняла составление оптимальной калибровки валков, а необходимость реверса направления прокатки сильно ограничивала её скорость до не более 7 м/с^[6].

Более продвинутой и эффективной технологической схемой (по сравнению с агрегатами линейного типа) располагали полунепрерывные среднесортные станы. Например, стан 350 состоит, как правило, из 14 или 15 двухвалковых клетей (10 горизонтальных и 4—5 вертикальных), которые расположены на трёх параллельных линиях.

На первой линии прокатка осуществляется сначала в отдельно стоящей клети 530, а затем (после кантовки и реверса) — в двух непрерывных группах — 4- или 5-клетевой группе 530 и 3-клетевой группе 420, в каждой из которых есть по одной вертикальной клети (в первой группе их может быть две). На второй линии на достаточном расстоянии друг от друга расположены ещё две горизонтальные клети 420, их цель — обеспечить свободный выход раската и контроль его размеров для требуемого фасонного профиля. Завершает технологический цикл 4-клетевая непрерывная группа 370 с двумя горизонтальными и двумя вертикальными клетями. На таком стане достигается скорость прокатки 15 м/с, а его производительность составляет до 1 млн. т/год^[4][6]. Наличие отдельно стоящей реверсивной обжимной клети обеспечивает значительную технологическую гибкость при прокатке различных профилей за счёт варьирования количества проходов.

Перед каждой непрерывной группой располагаются кантователи, а внутри непрерывных групп роль кантователей в определённой мере играют клети с вертикальными валками, осуществляющие боковое обжатие профилей, включая обработку полок швеллеров и двутавровых балок. Это повышает устойчивость раската в калибрах горизонтальных клетей. Передача раската между линиями осуществляется при помощи шлепперов^[2].

Наиболее современной конструкцией для сортопрокатных станов данного класса являются полностью непрерывные среднесортные станы. Они характеризуются более компактным расположением оборудования (без дополнительных рольгангов и шлепперов), имеют достаточно высокий уровень автоматизации процессов и более короткий цикл прокатки. Соответственно, такие станы обеспечивают высокую пропускную способность, особенно при прокатке профилей малых размеров.

Характерным примером современного непрерывного среднесортного стана является 16-клетевой стан 450, состоящий из трёх групп клетей. Его черновая группа насчитывает 6 клетей дуо (из них 4 горизонтальные 630 и 2 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). Чистовая 6-клетевая группа имеет в своём составе две горизонтальные клети 480 и 420, три комбинированные клети 480 и одну универсальную клеть 780, причём универсальная клеть используется только при прокатке балочных профилей^[4][5]. Комбинированные клети могут иметь как горизонтальные, так и вертикальные валки, а универсальные клети имеют одновременно и те, и другие, причём расположены они в одной плоскости. Именно наличие разных видов клетей и возможность комбинировать их использование и расположение даёт возможность прокатывать на среднесортных станах достаточно широкий размерный сортамент.

Для непрерывных среднесортных станов 350 и 370 (для прокатки профилей меньшего размера по сравнению со станом 450) может быть достаточно не трёх, а двух прокатных групп — 7-клетевой черновой (5 горизонтальных и 2 вертикальных клети) и 8-клетевой чистовой (5 горизонтальных и 3 вертикальных клети). На таком стане производится прокатка только простых профилей (круг, квадрат, уголок, полоса, арматура), поэтому здесь нет необходимости в использовании универсальных клетей, нужных для прокатки балочных профилей^[2]. Проектная производительность такого стана составляет до 1,5 млн. т/год^[4].

На российских заводах чёрной металлургии в настоящее время действуют порядка 20 среднесортных станов.

Станы 450 работают на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) и комбинате ЕВРАЗ ЗСМК в Новокузнецке, на Надеждинском металлургическом заводе в Серове и металлургических заводах «Ижсталь» в Ижевске, «Камасталь» в Перми, «Красный Октябрь» в Волгограде. Последние три стана выпускают продукцию не только из углеродистых, но и из специальных легированных сталей. Стан 450 комбината ЕВРАЗ ЗСМК примечателен тем, что на нём впервые в мировой практике в 1976 г. был осуществлён полностью непрерывный процесс прокатки фасонных строительных профилей (двутавровые балки и швеллеры).

Станы 370 функционируют также на ММК и на Чусовском металлургическом заводе (это предприятие имеет особую специализацию и выпускает на данном стане рессорно-пружинную полосу).

Станы 350 есть на Череповецком металлургическом комбинате (ПАО «Северсталь») — это один из первых в СССР полунепрерывных среднесортных станов, а также на металлургическом заводе Балаково в Саратовской области (входит в состав металлургического холдинга «Новосталь-М» наряду с Абинским электрометаллургическим заводом) — это один из новых мини-заводов по выпуску сортового проката, начал работу в 2008 г. Ещё один стан 350 работает на заводе «Петросталь» в Санкт-Петербурге.

Нужно упомянуть также комбинированные среднесортные станы: двухниточный стан 500/400 Гурьевского металлургического завода, полунепрерывный средне-мелкосортный стан 350/250 электрометаллургического завода «Электросталь» (в качестве обжимной здесь используется клеть, работающая по технологии радиально-сдвиговой прокатки (РСП)) и непрерывный средне-мелкосортный стан 400/125 электрометаллургического завода «Промсорт-Калуга» (это один из наиболее современных российских мини-заводов, введён в эксплуатацию в 2013 г.).