АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Стан Стеккеля с моталками в печах

Стан Стеккеля с моталками в печах — реверсивный стан горячей прокатки, на входной и выходной стороне которого расположены печные моталки. Эти моталки обеспечивают прокатку тонких листов толщиной 1,0—20 мм и шириной до 1800 мм из труднодеформируемых сталей и сплавов, а также цветных металлов, в узком температурном интервале[1][2].

Такие станы называют станами Стеккеля по имени их создателя, шведского металлурга, который впервые предложил такую технологическую схему в 1930-х гг.[3].

Станы с моталками в печах целесообразно применять при прокатке полосы из малопластичных легированных сталей с особым температурным режимом, что трудно достижимо на высокопроизводительных полунепрерывных и непрерывных станах горячей прокатки, эффективных для больши́х объемов производства рядовых марок стали.  Кроме того, станы с печными моталками более экономичны с точки зрения занимаемой площади и стоимости оборудования. Первоначально станы Стеккеля использовали для прокатки тонкой и широкой полосы из электротехнической стали (динамной и трансформаторной), содержащей 2,0—3,5% Si. В дальнейшем их стали применять и для других высокопрочных специальных сталей, включая нержавеющие стали[4][5][6].

Оборудование станов Стеккеля

Первые станы Стеккеля состояли только из одной четырёхвалковой клети и двух моталок, но они были малопроизводительны, поэтому в дальнейшем перешли на двухклетевую схему[3].

В СССР во второй половине ХХ века на заводах использовали станы с моталками в печах производства Новокраматорского машиностроительного завода (НКМЗ). Позднее такие станы изготавливали также на Уральском заводе тяжёлого машиностроения (УЗТМ). Такие станы состояли из двух клетей: черновой (двухвалковой или универсальной) и чистовой четырёхвалковой (с моталками в печах)[4].

Чистовая клеть оборудована рабочими и опорными валками диаметром 620 мм и 1250 мм соответственно, с длиной бочки 1200 мм. В более поздних проектах диаметры рабочих и опорных валков увеличивали до 500 и 1400 мм соответственно. Валки установлены на роликовых конических подшипниках, они имеют электрическую систему установки валков нажимными механизмами и гидравлическую систему уравновешивания верхних валков.

Печные моталки расположены на расстоянии 5,5 м перед чистовой клетью и за ней. Сами печи для моталок имеют разборные стенки и съёмный свод, отапливаются газом и в них поддерживается температура около 1000 °С.

Технология прокатки на станах Стеккеля

Суть этой технологии заключается в том, что длинная полоса в ходе реверсивной прокатки поочерёдно сматывается в рулоны моталками, расположенными в печах спереди и сзади рабочей чистовой клети. За счёт расположения моталок в печах температура прокатываемой полосы поддерживается в достаточно узком заданном диапазоне.

Поскольку получаемая на стане Стеккеля полоса используется в качестве подката для последующей холодной прокатки тонкой полосы (толщиной 0,5—1,0 мм), а в холодном состоянии электротехнические стали имеют низкую пластичность, очень важно получить на листопрокатном стане горячей прокатки подкат минимально возможной толщины (1,5—2,5 мм). И в этой связи очень целесообразно предотвращение остывания полосы в ходе прокатки благодаря использованию печных моталок и применение таким образом фактически почти непрерывного промежуточного подогрева проката[4][6].

В качестве исходной заготовки использовали непрерывнолитые слябы размером 130х1000х900 мм массой до 3 т. Эти слябы после нагрева в методической печи подвергают черновой прокатке за 9—11 проходов до толщины 10—25 мм. Из черновой клети полоса выходит с температурой 1080—1020 °С.

На следующем этапе ведётся прокатка в чистовой клети за 5—7 проходов со скоростью 7—10 м/с. Прокатка ведётся с натяжением, которое поддерживается с помощью тянущих роликов. Смотка на барабаны печных моталок осуществляется после каждого прохода, причём на барабаны моталок наматывается вся полоса, то есть её задний конец при следующем проходе становится передним. Температура в печах, в которых расположены моталки, поддерживается на уровне 1000 °С. Очень важно, чтобы работа моталок была синхронизирована с реверсивной клетью[5][6][7].

На выходе из чистовой клети температура конца прокатки полосы составляет примерно 860—880 °С, после чего её быстро охлаждают при помощи душирующего устройства и сматывают в рулоны уже при температуре 600—640 °С. Благодаря такому режиму достигается высокая пластичность трансформаторной стали[3].

Современные станы Стеккеля в России

Стан 1200 с печными моталками работает с 1957 г. на Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК), на нём прокатывают полосу толщиной 1,75—4,0 мм и шириной 600—1050 мм из трансформаторной стали, из непрерывнолитых слябов размером 150—160х800 мм[6].


(Полухин, стр. 454, рис. 296) (Жильцов, стр. 9)


Еще один стан 1700 с моталками в печах работает с 1969 г. на заводе «Амурсталь» в Комсомольске-на-Амуре[3].

Преимущества и недостатки станов Стеккеля

Основными достоинствами листовых станов с моталками в печах являются[8]:

- относительная дешевизна (капитальные затраты и эксплуатационные расходы станов Стеккеля ниже на 30—40 % по сравнению с традиционными станами горячей прокатки);

- возможность эффективного поддержания температуры прокатки в нужных пределах благодаря использованию печных моталок;

- достаточно гибкая технология прокатки, позволяющая легко регулировать количество проходов, величину обжатий и, соответственно, расширять размерный и марочный сортамент прокатываемой полосы;

- сравнительно небольшие габариты, компактность, отсутствие рольгангов большой длины;

В результате только за период с 1990 по 2005 гг. в мире было построено около 30 станов с моталками в печах[9].

Серьёзной проблемой станов Стеккеля ранее была повышенная поперечная разнотолщинность (0,25—0,35 мм) из-за натяжения по сравнению с 0,12—0,15 мм на непрерывных станах. А при прокатке без натяжения образовывалась продольная разнотолщинность. Но эти проблемы удалось решить. Поперечная разнотолщинность может быть устранена увеличением скорости прокатки и прокаткой без натяжения только передних и задних концов полос, а продольная — прижатием валков при прокатке концов полосы[5][7]. Еще одной проблемой станов с моталками в печах являлось не очень высокое качество поверхности листа, так как все проходы делаются в одних и тех же реверсивных клетях. Поэтому перевалки приходится делать достаточно часто (через 4—6 часов работы стана)[6][7].

Перспективы развития станов Стеккеля

Совершенствование технологии прокатки на станах Стеккеля проходит по следующим направлениям[8][10][11]:

- оптимизация конструкции печных моталок за счёт регулируемого подвижного сегмента барабана, обеспечивающего отсутствие повреждений при входе полосы в паз барабанной моталки;

- усовершенствование герметизации печи для сокращения потери тепла;

- улучшение качества поверхности полосы и снижение допустимых отклонений температуры, толщины, профиля и плоскостности проката с их приближением к соответствующим показателям непрерывных станов горячей прокатки полосы;

- расширение марочного сортамента прокатываемых сталей;

- использование непрерывнолитых слябов меньших толщин (по сравнению с обычными слябами) и сокращение числа необходимых проходов при прокатке;

- обеспечение универсального характера станов Стеккеля разной конфигурации для прокатки слябов любых размеров, достижения производительности в диапазоне от 200—600 тыс. т/год до 1,2—1,5 млн. т/год, в зависимости от конкретных задач.

Отдельным направлением развития станов с печными моталками является расширение размерного сортамента станов Стеккеля с целью использования их в качестве  толстолистовых станов[11]. Успешные работы в этой сфере в конце XX — начале ХХI веков вела австрийская компания Voest-Alpine Industrieanlagenbau (VAI). При этом прокатка на станах Стеккеля комбинируется с установками непрерывной разливки и с технологией контролируемой прокатки. Практика разделения очень длинных раскатов на толстые листы вместо традиционной резки коротких слябов перед прокаткой даёт значительное увеличение выхода годного и рост производительности по сравнению с традиционными толстолистовыми станами. Известны и реализуются даже проекты станов 5000 с печными моталками[9].

Примечания

  1. ↑ Лопухов Г. А., Цирульников В. А., Куманин В. И., Фонштейн Н. М., Глинков Г. М., Ковалева Л. А., Самаров В. Н., Крашенинников А. И. . — М.: , 1989. — С. 349. — 480 с. Толковый металлургический словарь. Основные термины. — М.: Русский язык, 1989. — С. 349. — 480 с. — ISBN 5-200-00797-6.
  2. ↑ Энциклопедический словарь по металлургии в 2 томах / Главный редактор Н. П. Лякишев. — М.: Интермет Инжиниринг, 2000. — Т. 2. — С. 237. — 410 с. — ISBN 5-89594-037-4.
  3. ↑ 1 2 3 4 Полухин П. И., Федосов Н. М., Королёв А. А., Матвеев Ю. М. Прокатное производство. — М.: Металлургия, 1982. — С. 453-457. — 696 с.
  4. ↑ 1 2 3 Королёв А. А. Механическое оборудование прокатных цехов чёрной и цветной металлургии. — М.: Металлургия, 1976. — С. 443-445. — 544 с.
  5. ↑ 1 2 3 Комановский А. З. Листопрокатное производство (справочник). — М.: Металлургия, 1979. — С. 83-85. — 280 с.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 Диомидов Б. Б., Литовченко Н. В. Технология прокатного производства. — М.: Металлургия, 1979. — С. 362-363. — 488 с.
  7. ↑ 1 2 3 Грудев А. П., Машкин Л. Ф., Ханин М. И. Технология прокатного производства. — М.: Арт-Бизнес-Центр, Металлургия, 1994. — С. 387-389. — 656 с. — ISBN 5-7287-0088-8.
  8. ↑ 1 2 Мазур И. П., Бобков Е. Б., Соловьев В. Н. Технология и производство листового проката. Взгляд на устремления и тенденции // Чёрные металлы. — 2021. — № 10. — С. 4-12. — ISSN 0132-0890.
  9. ↑ 1 2 Маркович В. Стеккель и другие. Современные станы с печными моталками для прокатки листов и полос // Металлоснабжение и сбыт. — 2008. — № 1. — С. 100-106.
  10. ↑ Жильцов А. П. Листопрокатное оборудование. — Липецк: Издательство Липецкого государственного технического университета, 2016. — С. 8-9. — 189 с. — ISBN 978-5-88247-795-9.
  11. ↑ 1 2 Чемпион Н. Дж. Современная технология производства толстых листов на станах Стеккеля // Чёрные металлы. — 2004. — № 2. — С. 79-84. — ISSN 0132-0890.

Литература

© Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».