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.
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