Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Технологическое оборудование прокатного производства

Покупка
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.
Колесников, А. Г. Технологическое оборудование прокатного производства : учебное пособие / А. Г. Колесников, Р. А. Яковлев, А. А. Мальцев. - Москва : МГТУ им. Баумана, 2014. - 168 с. - ISBN 978-5-7038-4004-7. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1954394 (дата обращения: 20.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 

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 долговеч-
ности. 
Для студентов при самостоятельной работе по дисциплине «Расчет и 
конструирование прокатных станов», курсовом и дипломном проектиро-
вании. 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 преподава-
тельской деятельности авторов в МГТУ им. Н.Э. Баумана на кафедре 
«Оборудование и технологии прокатки», выпускающей инженеров-
конструкторов и исследователей в области машиностроения. 
Научная школа по теории прокатки, конструированию и расче-
там 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 высокопроизводи-
тельные прокатные станы, машины непрерывной разливки стали и 
многие другие металлургические машины. Выполненные им теоре-
тические исследования до сих пор имеют основополагающее значе-
ние в разработке новых конструкций прокатных станов. 
Для подготовки специалистов-конструкторов в области прокатно-
го 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 кото-
рых он будет конструировать машину. В основе развития личности 
конструктора лежит внутренняя потребность в саморазвитии и само-
совершенствовании, попытка полного использования всех своих зна-
ний и умений, т. е. постоянное стремление к самоактуализации. 
Настоящий инженер не только правильно выполняет чертежи и расче-
ты, 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. Са-
моактуализация — 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 Акцио-
нерная холдинговая компания «Всероссий-
ский научно-исследовательский институт 
металлургического машиностроения имени
академика А.И. Целикова»
ВНИИЭТО 
— Всесоюзный научно-исследовательский ин-
ститут электротехнического оборудования 
ГМЗ 
— Гурьевский металлургический завод 
ДОЗАКЛ
— Дмитровский опытный завод алюминиевой 
консервной ленты
ЕВРАЗ ЗСМК 
— ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Си-
бирский металлургический комбинат» 
ЗМЗ 
— Златоустовский металлургический завод 
Ижсталь
— Ижевский металлургический завод
ИТЗ 
— Ижорский трубный завод
КМЗ 
— Косогорский металлургический завод 
Мечел 
— Российская горнодобывающая и металлур-
гическая 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 ком-
бинат
ОСПАЗ
— Орловский сталепрокатный завод
ОЭМК 
— Оскольский электрометаллургический ком-
бинат
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, обес-
печивающую одинаковую окружную скорость валков. 
1728 г., Франция. Опыты Флюера по прокатке железа в калиб-
рованных валках, позволившие сделать вывод о том, что для быст-
рой обработки металла рационально использовать прокатные валки с 
ручьями овальной и ромбовидной форм. Кованая заготовка овально-
го сечения подвергалась шестикратной прокатке при трех подогре-
вах. 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 фа-
сонного железа с помощью особых вальцов (прокатных валков). 
Крица — свежая глыба железа, вываренного из чугуна, — посту-
пает из пудлинговой печи под огромный водяной молот для про-
ковки и обработки в полосовое железо, которое затем пропускает-
ся 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 «качаю-
щихся» 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 го-
ризонтальными валками. Прокатываемая полоса передается из 
клети в клеть по направляющим. Однако этот проект не был реа-
лизован. 
1828 г., Англия. Рельсопрокатный стан конструкции Беркин-
шау. 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 вал-
ков. 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 меха-
низмами 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 толщи-
ной 1 мм и длиной 1,2 м.  
1859 г., Россия. Первый в мире мощный прокатный стан кон-
струкции В.С. Пятова для производства броневых плит с химико-
термическим упрочнением их поверхности. 
1860 г., Германия. Идея прокатки бесшовных труб на оправ-
ке, предложенная Рейнхардом Маннесманном.  
1861 г., Англия. Изобретение Ч. Уайлем непрерывного про-
катного стана для обжатия криц, имеющего несколько рабочих 
клетей с попеременно чередующимися горизонтальными и верти-
кальными валками. 
1862 г., Англия. Патент Дж. Бедсона на непрерывный про-
катный стан, у которого от 13 до 16 пар вертикальных и горизон-
тальных валков расположены друг за другом на расстоянии, не-
сколько меньшем длины прокатываемой полосы, что обеспечива-
ло подачу проката в валки. Попеременная горизонтальная и вер-
тикальная 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 кон-
струкции Б. Лаута с одним рабочим и двумя опорными валками. 
Опорные валки уменьшали прогиб рабочего валка и придавали 
конструкции необходимую жесткость. Паровой двигатель приво-
дил в движение только нижний валок. Средний и верхний валки 
были холостыми и передвижными. Прокатываемая заготовка сна-
чала пропускалась в одном направлении между верхним и сред-
ним валками, а затем — в обратном направлении между средним 
и нижним валками. Триосистема Лаута оказалась исключительно 
эффективной в листовой прокатке и впоследствии получила рас-
пространение в других областях прокатного производства. 
1866 — 1867 гг. Впервые применение дуореверсивной сдво-
енной 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, построен-
ный Дж. Бедсоном.  
1868 г., Франция. Предложение Марреля вести черновую про-
катку рельсов на реверсивном стане с изменяемым давлением. Перед 
захватом болванки рабочие валки раздвигаются, после каждого про-
пуска рельса верхний валок опускается и сходится с нижним. В про-
цессе 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 непрерыв-
ный проволочно-волочильный стан. Благодаря увеличению ско-
рости волочения, производство проволоки возросло в 10 раз.  
1871 г., США. Триоблюминг конструкции А. Холлея для про-
катки рельсов, сортового металла и слитков небольшой массы.  
1877 г., США. Предложение Мак-Каллипа проводки для пере-
дачи прокатываемой полосы из верхней пары валков одной клети 
в нижнюю пару валков другой клети. 
1880 г., Англия. Дуореверсивный стан конструкции Дж. Рам-
сботта 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 дру-
гу. При вращательно-поступательном перемещении заготовка 
надвигается на оправку. Периферийные слои металла заготовки 
вытягиваются валками по винтовой линии вдоль оправки. Нагре-
тая 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 свертыва-
ния в рулоны и бунты листового и сортового проката. 
1888 г., Англия (Глазго). Демонстрация на выставке кон-
струкции волочильной машины многократного действия с 14 во-
локами братьев Дж. и И. Вуудз, а также полученной на ней мед-
ной 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