Технологическое оборудование прокатного производства
Покупка
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 168
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7038-4004-7
Артикул: 602259.02.99
Доступ онлайн
800 ₽
В корзину
Рассмотрено основное и вспомогательное оборудование широко распространенных на производстве типов прокатных станов. Наиболее полно раскрыты вопросы конструирования и расчета рабочих клетей прокатных станов и их приводов. Приведены основные этапы динамического расчета деталей привода прокатного стана и вероятностная оценка их долговечности.
Для студентов при самостоятельной работе по дисциплине "Расчет и конструирование прокатных станов", курсовом и дипломном проектировании. Пособие может быть также полезно в их дальнейшей научной и производственной деятельности.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- ВО - Специалитет
- 15.05.01: Проектирование технологических машин и комплексов
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А.Г. Колесников, Р.А. Яковлев, А.А. Мальцев Технологическое оборудование прокатного производства Допущено Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Технологические машины и оборудование» специальности «Проектирование технических и технологических комплексов»
Предисловие
2
УДК 621.771
ББК 34.6
К 60
Рецензенты:
первый заместитель генерального директора АХК ВНИИМЕТМАШ
им. академика А.И. Целикова канд. техн. наук, профессор Б.А. Сивак;
заместитель генерального директора ФГУП «ЦНИИчермет
им. И.П. Бардина» канд. техн. наук, профессор М.П. Галкин
Колесников, А. Г.
К60
Технологическое оборудование прокатного производства :
учебное пособие / А. Г. Колесников, Р. А. Яковлев, А. А. Мальцев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. —
158, [2] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-4004-7
Рассмотрено основное и вспомогательное оборудование широко распространенных на производстве типов прокатных станов. Наиболее полно
раскрыты вопросы конструирования и расчета рабочих клетей прокатных
станов и их приводов. Приведены основные этапы динамического расчета
деталей привода прокатного стана и вероятностная оценка их долговечности.
Для студентов при самостоятельной работе по дисциплине «Расчет и
конструирование прокатных станов», курсовом и дипломном проектировании. Пособие может быть также полезно в их дальнейшей научной и
производственной деятельности.
УДК 621.771
ББК 34.6
© Колесников А.Г., Яковлев Р.А.,
Мальцев А.А., 2014
© Оформление. Издательство
ISBN 978-5-7038-4004-7
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014
Предисловие Учебное пособие является результатом многолетней преподавательской деятельности авторов в МГТУ им. Н.Э. Баумана на кафедре «Оборудование и технологии прокатки», выпускающей инженеровконструкторов и исследователей в области машиностроения. Научная школа по теории прокатки, конструированию и расчетам прокатных станов создана выдающимся советским ученым и конструктором, педагогом высшей школы академиком Александром Ивановичем Целиковым (1904 — 1984). Под его руководством и при его непосредственном участии сконструированы высокопроизводительные прокатные станы, машины непрерывной разливки стали и многие другие металлургические машины. Выполненные им теоретические исследования до сих пор имеют основополагающее значение в разработке новых конструкций прокатных станов. Для подготовки специалистов-конструкторов в области прокатного производства по инициативе А.И. Целикова в 1949 г. в МВТУ им. Н.Э. Баумана была открыта кафедра «Машины-автоматы прокатного производства», которой он заведовал в течение 35 лет, до конца своей жизни. Каких специалистов хотел готовить А.И. Целиков? Конструктор — это не только машиностроитель, но прежде всего инженер широкого профиля, знаток тех рабочих процессов, для которых он будет конструировать машину. В основе развития личности конструктора лежит внутренняя потребность в саморазвитии и самосовершенствовании, попытка полного использования всех своих знаний и умений, т. е. постоянное стремление к самоактуализации. Настоящий инженер не только правильно выполняет чертежи и расчеты, но и следит за красотой спроектированных самим конструкций, всегда старается хорошо выполнить порученную работу, достичь вершины своего творческого потенциала. Врожденный талант — не то же самое, что самоактуализация. Многие одаренные инженеры не смогли полностью реализовать свои способности, а инженеры, может быть со средним талантом, напротив, добились больших успехов. Самоактуализация — не единичное достижение, не ключ к быстрому
успеху, который можно иметь или не иметь. Это бесконечный процесс, подобный буддийскому Пути просветления, достижение гармонии с окружающим миром и людьми. Одним из примеров самоактуализирующейся личности является итальянский живописец, скульптор, архитектор и инженер Леонардо да Винчи, изобразивший еще в конце XV в. 2-валковый прокатный станок с опорным валком и ручным приводом. Такие люди, как инженер Леонардо да Винчи, писатель Жюль Верн, обладают пророческим даром предвидения будущего развития науки и техники. Принцип воспитания самоактуализирующейся личности конструктора, заложенный А.И. Целиковым в учебные планы и программы дисциплин специальности, остается на кафедре неизменным уже более 60 лет. Этому принципу следовали продолжатели дела А.И. Целикова, сменившие его на должности заведующего кафедрой, — профессора Н.И. Крылов и В.М. Синицкий. А.И. Целиков лично подготовил программу курса «Расчет и конструирование металлургических машин и агрегатов». Для преподавательской работы он приглашал крупнейших специалистов, ученых и конструкторов металлургических машин. На кафедре читали лекции доктора технических наук Б.В. Розанов, А.Д. Кузьмин, В.П. Анисифоров, А.А. Королев, Н.В. Молочников. Профессора кафедры Г.С. Никитин и В.А. Жаворонков стали лауреатами Государственной премии СССР. Преподаватели кафедры «Оборудование и технологии прокатки» МГТУ им. Н.Э. Баумана берегут научную школу, созданную академиком А.И. Целиковым, развивают ее традиции и продолжают начатое им дело — готовят современных всесторонне развитых инженеров, тех, кого ждут изобретения и научные успехи. Предисловие
Список сокращений Предприятия и организации отрасли АМЗ — Ашинский металлургический завод БМК — Белорецкий металлургический комбинат ВМЗ — Выксунский металлургический завод ВИЗ-Сталь — Верх-Исетский металлургический завод ОАО «ВИЛС» — Всероссийский институт легких сплавов ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ — Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания «Всероссийский научно-исследовательский институт металлургического машиностроения имени академика А.И. Целикова» ВНИИЭТО — Всесоюзный научно-исследовательский институт электротехнического оборудования ГМЗ — Гурьевский металлургический завод ДОЗАКЛ — Дмитровский опытный завод алюминиевой консервной ленты ЕВРАЗ ЗСМК — ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» ЗМЗ — Златоустовский металлургический завод Ижсталь — Ижевский металлургический завод ИТЗ — Ижорский трубный завод КМЗ — Косогорский металлургический завод Мечел — Российская горнодобывающая и металлургическая компания МЗ им. А. К. Серова — Металлургический завод им. А.К. Серова ММК — Магнитогорский металлургический комбинат НКМК — Новокузнецкий металлургический комбинат НЛМК — Новолипецкий металлургический комбинат НМЗ им. Кузьмина — Новосибирский металлургический завод им. Кузьмина НТМК — Нижнетагильский металлургический комбинат ОСПАЗ — Орловский сталепрокатный завод ОЭМК — Оскольский электрометаллургический комбинат ПНТЗ — Первоуральский новотрубный завод СЗФ — Серовский завод ферросплавов
Список сокращений 6 Сибэлектросталь — Металлургический завод «Сибэлектросталь» СКМЗ — Старокраматорский машиностроительный за вод ТКО «Механика» — Технологическо-конструкторское объедине ние «Механика» Уралтрубпром — Уральский трубный завод ЧерМК — Череповецкий металлургический комбинат ЧМЗ — Чусовский металлургический завод ЧМК — Челябинский металлургический комбинат ЧСПЗ — Череповецкий сталепрокатный завод ЧТПЗ — Челябинский трубопрокатный завод ЧФЗ — Челябинский ферросплавный завод ЭЗТМ — Электростальский завод тяжелого машино- строения «Электросталь» — Металлургический завод «Электросталь» Другие сокращения АД — асинхронный двигатель АЦП — аналого-цифровой преобразователь ДСП — дуговая сталеплавильная печь ЛПА — литейно-прокатный агрегат МНЛЗ — машина непрерывного литья заготовки ОМД — обработка металлов давлением ПЖТ — подшипник жидкостного трения ПНК — предварительно напряженная клеть Система ППР — система планово-предупредительных ремонтов Система ТО и Р — система технического обслуживания и ремонтов Стан МКВ — многовалковый прокатный стан Стан дуо — 2-валковый прокатный стан Стан трио — 3-валковый прокатный стан Стан кварто — 4-валковый прокатный стан ТПА — трубопрокатный агрегат ТЭСА — трубоэлектросварочный агрегат УНРС — установка непрерывной разливки стали УЗК — ультразвуковой контроль ХПТ — холодная прокатка труб ШСГП — широкополосовой стан горячей прокатки
Глава 1 Место и роль прокатного производства в металлургии 1.1. Историческая справка До сих пор неизвестно, где и когда появился первый в истории человечества прокатный стан и кто его изобрел. Ясно одно: в XV в. Европа была уже с ним знакома. По имеющимся данным хронология развития прокатного производства выглядит следующим образом. 1495 г., Италия. Рисунки Леонардо да Винчи с машинами для производства листов жести из цветных металлов путем прокатки металла между основными катками (рабочими валками). Одна из машин напоминает современный стан кварто: два катка меньшего размера (опорные валки) поддерживают давление на основных катках с тем, чтобы производимый лист был однородно гладким. 1629 г., Италия. Рисунок вальцово-чеканочного стана для прокатки с одновременной чеканкой медалей и монет в книге Джованни Бранка «Машины». Движение от верхнего нарезного валка к нижнему передается через шестеренную передачу, обеспечивающую одинаковую окружную скорость валков. 1728 г., Франция. Опыты Флюера по прокатке железа в калиброванных валках, позволившие сделать вывод о том, что для быстрой обработки металла рационально использовать прокатные валки с ручьями овальной и ромбовидной форм. Кованая заготовка овального сечения подвергалась шестикратной прокатке при трех подогревах. На заключительном этапе металл поступал в калибр круглой формы, в результате чего получался пруток диаметром 6,3 мм.
Глава 1. Место и роль прокатного производства в металлургии 8 1775 г., Россия. Модель непрерывного прокатного стана с двумя парами горизонтальных валков, созданная Е.Г. Кузнецовым. Изобретатель построил действующий стан, однако запустить его не позволила недостаточная мощность водяного колеса. 1783 г., Англия. Патент Генри Корта на способ проката фасонного железа с помощью особых вальцов (прокатных валков). Крица — свежая глыба железа, вываренного из чугуна, — поступает из пудлинговой печи под огромный водяной молот для проковки и обработки в полосовое железо, которое затем пропускается через вальцы с ручьями, что способствует уплотнению металла и выдавливанию из него шлаков. Изобретение Корта значительно сократило трудоемкую операцию обработки крицы под молотом и быстро распространилось во многих странах. 1792 г., Англия. Изобретение Джоном Вилкинсоном «качающихся» станов для обжатия криц, напоминающих реверсивные блюминги и слябинги. 1798 г., Англия. Патент Уильяма Хезлидайна на непрерыв- ный прокатный стан, состоящий из трех 2-валковых клетей с горизонтальными валками. Прокатываемая полоса передается из клети в клеть по направляющим. Однако этот проект не был реализован. 1828 г., Англия. Рельсопрокатный стан конструкции Беркиншау. Первые прокатанные рельсы вначале были длиной 4,5 м, а затем — 7,25 м. 1848 г., Германия. Изобретение Деленом универсального прокатного стана с парой горизонтальных и парой вертикальных валков для обжатия металла с боков, позволяющего изменять в широких пределах размеры изделий (полос, рельсов) без кантовки и замены валков. 1856 г., Швеция. Первый 3-валковый стан, запущенный О.Е. Карлсундом для прокатки заготовок без реверсирования валков. Правда, идея создания такого стана принадлежит известному шведскому инженеру Х. Полю. 1857 г., США. Мощный рельсопрокатный трио-стан Джона Фрица с приспособлениями для подачи металла в валки и с механизмами для передвижения металла. На этом стане прокатывали стальные слитки массой до 5 т.
1857 г., Англия. Патент Генри Бессемера на бесслитковую прокатку. Металлические листы получают путем заливки жидкого металла в зазор между вращающимися горизонтальными валками. На установке Бессемера, где совмещены литье, кристаллизация и деформация металла, впервые был получен стальной лист толщиной 1 мм и длиной 1,2 м. 1859 г., Россия. Первый в мире мощный прокатный стан конструкции В.С. Пятова для производства броневых плит с химикотермическим упрочнением их поверхности. 1860 г., Германия. Идея прокатки бесшовных труб на оправке, предложенная Рейнхардом Маннесманном. 1861 г., Англия. Изобретение Ч. Уайлем непрерывного прокатного стана для обжатия криц, имеющего несколько рабочих клетей с попеременно чередующимися горизонтальными и вертикальными валками. 1862 г., Англия. Патент Дж. Бедсона на непрерывный прокатный стан, у которого от 13 до 16 пар вертикальных и горизонтальных валков расположены друг за другом на расстоянии, несколько меньшем длины прокатываемой полосы, что обеспечивало подачу проката в валки. Попеременная горизонтальная и вертикальная расстановка валков не требует поворота заготовки при перемещении из клети в клеть. Скорость валков возрастает с уменьшением длины полосы. 1862 г., Англия. Первый 3-валковый прокатный стан конструкции Б. Лаута с одним рабочим и двумя опорными валками. Опорные валки уменьшали прогиб рабочего валка и придавали конструкции необходимую жесткость. Паровой двигатель приводил в движение только нижний валок. Средний и верхний валки были холостыми и передвижными. Прокатываемая заготовка сначала пропускалась в одном направлении между верхним и средним валками, а затем — в обратном направлении между средним и нижним валками. Триосистема Лаута оказалась исключительно эффективной в листовой прокатке и впоследствии получила распространение в других областях прокатного производства. 1866 — 1867 гг. Впервые применение дуореверсивной сдвоенной паровой машины для привода двух валков листопрокатного стана Дж. Рамсботтом (Англия) и Деленом (Германия). 1.1. Историческая справка
Глава 1. Место и роль прокатного производства в металлургии 10 1867 г., Англия. Непрерывный проволочный стан, построенный Дж. Бедсоном. 1868 г., Франция. Предложение Марреля вести черновую прокатку рельсов на реверсивном стане с изменяемым давлением. Перед захватом болванки рабочие валки раздвигаются, после каждого пропуска рельса верхний валок опускается и сходится с нижним. В процессе прокатки рельс обжимается двумя вертикальными валками и затем пропускается через чистовые ручьи без вертикальных валков. 1871 г., Англия. Патент братьев Дж. и И. Вуудз на непрерывный проволочно-волочильный стан. Благодаря увеличению скорости волочения, производство проволоки возросло в 10 раз. 1871 г., США. Триоблюминг конструкции А. Холлея для прокатки рельсов, сортового металла и слитков небольшой массы. 1877 г., США. Предложение Мак-Каллипа проводки для передачи прокатываемой полосы из верхней пары валков одной клети в нижнюю пару валков другой клети. 1880 г., Англия. Дуореверсивный стан конструкции Дж. Рамсботта для прокатки слитков до 5 т и более с переменным направлением вращения валков. 1885 г., Германия. Валковый прошивной стан конструкции братьев М. и Р. Маннесман. Стан состоял из двух вращающихся в одном направлении валков, расположенных под углом друг к другу. При вращательно-поступательном перемещении заготовка надвигается на оправку. Периферийные слои металла заготовки вытягиваются валками по винтовой линии вдоль оправки. Нагретая сплошная заготовка превращается в короткую толстостенную трубу (гильзу). 1886 г., США. Применение В. Эденборном и Ч. Морганом быстроходной проволочной моталки с осевой подачей, которая впоследствии получила широкое распространение для свертывания в рулоны и бунты листового и сортового проката. 1888 г., Англия (Глазго). Демонстрация на выставке конструкции волочильной машины многократного действия с 14 волоками братьев Дж. и И. Вуудз, а также полученной на ней медной проволоки диаметром 0,23 … 0,04 мм. 1890 г., Германия. Организация братьями М. и Р. Маннесман крупнейшего трубопрокатного концерна на основе своих патентов.
Доступ онлайн
800 ₽
В корзину