Прокатные станы. Главные линии

Московский государственный технический университет  
имени Н. Э. Баумана 

 
 
 
 
 
 
А. А. Мальцев  
 
 
 
Прокатные станы. Главные линии 
 
 
Учебное пособие по дисциплине «Эксплуатация,  
диагностика и ремонт прокатного оборудования» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

УДК 669.1.02 
ББК 32.971 
 М21 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/43/book1391.html 
 
Факультет «Машиностроительные технологии» 
Кафедра «Оборудование и технологии прокатки» 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия по дисциплине 
«Эксплуатация, диагностика и ремонт прокатного оборудования» 
 
 
Мальцев, А. А. 
Прокатные станы. Главные линии : учебное пособие по дисциплине «
Эксплуатация, диагностика и ремонт прокатного оборудования» / 
А. А. Мальцев. — Москва : Издательство МГТУ  
им. Н. Э. Баумана, 2016. — 62, [6] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-4347-5 

Приведены описания конкретных моделей листопрокатного, сортопрокатного, 
трубопрокатного и деталепрокатного оборудования. Рассмотрено 
основное технологическое оборудование прокатного стана — рабочая 
клеть и электропривод ее валков.  
Для студентов факультета «Машиностроительные технологии» МГТУ 
им. Н.Э. Баумана, обучающихся в бакалавриате по направлению подготовки «
Технологические машины и оборудование». 
 
УДК 669.1.02 
ББК 32.971 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4347-5  
 
    МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 

 

М21 

Предисловие 

Введение новой учебной дисциплины «Эксплуатация, диагности-

ка и ремонт прокатного оборудования» в основную образовательную 
программу бакалавриата, реализуемую в МГТУ им. Н.Э. Баумана  
по направлению подготовки 15.03.02 «Технологические машины и 
оборудование» [1], привело автора к написанию настоящего учебного 
пособия. 

Цель данного пособия — в наиболее компактном виде пред-

ставить информацию о главных линиях основных типов эксплуатируемых 
в настоящее время прокатных станов, не уделяя внимания 
подробностям их конструирования и громоздким расчетам.  

Такой подход позволит сформировать у студента-бакалавра 

более целостную картину функционирования любого современного 
прокатного оборудования, рассматриваемого как объект диагностирования 
и ремонта в рамках учебной дисциплины. 

В первом разделе учебного пособия приведены схемы распо-

ложения эксплуатируемого, диагностируемого и ремонтируемого 
листопрокатного, сортопрокатного, трубопрокатного и деталепро-
катного технологического оборудования. Во втором разделе пособия 
рассмотрено общее устройство рабочей клети прокатного стана. 
Третий раздел посвящен электроприводу рабочих валков. 

В результате изучения учебного пособия студенты будут: 
– знать основные агрегаты, узлы и детали, входящие в состав 

эксплуатируемого, диагностируемого и ремонтируемого основного 
оборудования прокатного производства;  

– уметь собирать и анализировать исходные информацион-

ные данные для проектирования новых прокатных станов, с 
учетом особенностей дальнейшего технического обслуживания 
и ремонта; 

– владеть навыками использования Интернета для составления 

заявок на запасные части к эксплуатируемому оборудованию и 
подготовки технической документации на его ремонт.

Введение 

Современный прокатный стан — это комплекс машин и меха-

низмов, предназначенный для осуществления прокатки металла и 
его дальнейшей обработки. В состав оборудования прокатного 
стана входят энергетические, подъемно-транспортные, информационные 
и технологические машины [2].  

Листопрокатное, сортопрокатное, трубопрокатное и детале-

прокатное технологическое оборудование подразделяют на основное 
и вспомогательное (см. приложение).  

Основное оборудование прокатного стана предназначено для 

выполнения главной операции — деформации металла между 
вращающимися валками. По числу валков различают двухвалко-
вые (дуо), трехвалковые (трио), четырехвалковые (кварто) и многовалковые 
станы, которые могут быть реверсивными или нереверсивными.  


Вспомогательное оборудование составляют машины и агрега-

ты для выполнения вспомогательных операций, таких как: нагрев 
заготовки, ее транспортировка к рабочей клети, кантовка, уборка 
заготовки после прокатки, резка на мерные длины, охлаждение, 
правка, сматывание в бунты или рулоны, отделка, термическая обработка, 
маркировка и клеймение, упаковка и подача на склад готовой 
продукции. 

Линия, по которой располагают основное оборудование, назы-

вается главной линией прокатного стана. Главную линию однокле-
тьевого стана образует одна рабочая клеть с приводом прокатных 
валков. Главную линию многоклетьевого стана образуют несколько 
расположенных в определенном порядке рабочих клетей. 

В зависимости от расположения рабочих клетей различают 

линейные, последовательные, непрерывные и полунепрерывные 
станы. 

Линейный стан — нереверсивный стан, рабочие клети которо-

го расположены в одну линию. Линейный стан может иметь несколько 
линий, следующих одна за другой. 

Последовательный стан отличает прокатка полосы в каждой 

рабочей клети по одному разу, поэтому расположение и число 
клетей точно соответствует максимальному числу пропусков. 
Конструктивно линия оформляется в виде параллельных рядов в 
зигзагообразном или в шахматном порядке.  

Непрерывный стан — стан, в котором полоса прокатывается 

одновременно в нескольких рабочих клетях, расположенных друг 
за другом, что обеспечивает высокую производительность. 

Полунепрерывный стан состоит из непрерывных и линейных, 

или последовательных, клетей. В непрерывной группе полоса прокатывается 
одновременно в нескольких рабочих клетях, а далее 
переходит в линейную (последовательную) группу. 

Рабочую клеть прокатного стана образуют две соединенные 

между собой станины, узел рабочих валков, устройства для установки 
и уравновешивания валков, другие механизмы.  

Совершенствование прокатного стана в направлении миними-

зации его металлоемкости при сохранении требуемой жесткости 
рабочей клети привело к появлению бесстанинных предварительно 
напряженных клетей (ПНК), у которых верхние и нижние подушки 
сжаты между собой силой, превышающей силу прокатки.  

Электропривод рабочих валков представляет собой электроме-

ханическую систему, состоящую из электродвигателей, механических 
передач и систем управления ими. Различают индивидуальные 
и групповые электроприводы. 

Индивидуальным называется такой электропривод, в котором 

каждый валок приводится в движение собственным электродвигателем 
или мотор-редуктором. При этом необходима система синхронизации 
вращения электродвигателей.  

Под групповым понимают такой электропривод, при котором 

все валки приводятся в движение от одного электродвигателя. 

Для вращения рабочих валков прокатных станов кроме элек-

трических применяют гидравлические приводы; лишь небольшие 
прокатные станы для мягких цветных металлов приводятся в движение 
вручную. 

Изучение конструкции прокатного стана — первый шаг к про-

гнозированию долговечности его деталей и узлов, оптимизации 
режима технического обслуживания и ремонтов оборудования.  
 
 

1. ПРОКАТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 

1.1. Листопрокатное оборудование 

Продукцией листовой прокатки являются металлические листы, 

которые применяют, например, для изготовления кузовов автомобилей, 
корабельных корпусов. Они часто имеют антикоррозионное 
цинковое или другое покрытие. На трубоэлектросварочном агрегате 
из металлического листа может быть изготовлена сварная труба, а на 
профилегибочном стане — гнутый профиль (швеллер, уголок). 

Весь листовой металлопрокат подразделяют на горячекатаный 

толстолистовой (толщина свыше 4 мм), горячекатаный тонколистовой (
1,5…3,9 мм) и холоднокатаный (тонколистовой, толщиной 
0,7…3,9 мм). Толстолистовой металлопрокат поставляется заказчику, 
как правило, в листах, а тонколистовой — в рулонах.  

Лентой называют очень длинный, но относительно узкий тон-

кий металлический лист, который сворачивают в рулон и чаще всего 
используют для обвязки достаточно тяжелых грузов. Жесть — 
тонколистовой металл толщиной 0,2…0,5 мм, служащий для изготовления 
консервных банок и другой металлической тары. Для 
предотвращения образования ржавчины жесть покрывают слоем 
олова (луженая жесть) либо специальными лаками (лакированная 
жесть). Тонколистовой металл толщиной 0,001…0,200 мм — это 
фольга, применяемая в основном для упаковки фармацевтической и 
пищевой продукции. 

К листопрокатному оборудованию относятся станы как горя-

чей, так и холодной прокатки, причем при прочих равных условиях 
стараются выбирать холодную прокатку, поскольку холоднокатаный 
лист имеет более точные геометрические размеры, лучшую 
плоскостность, бóльшую чистоту поверхности и лучшие механические 
свойства, чем горячекатаный.  

 
Пример 1.1. Рассмотрим одноклетьевой прокатный стан дуо-

160, расположенный в лаборатории кафедры МТ-10 на территории 

МГТУ им. Н.Э. Баумана (рис. 1.1). Этот прокатный стан был сконструирован 
несколько десятилетий назад для холодной прокатки в 
производственных условиях тонкой ленты, поэтому получил свое 
второе название — ХПЛ-160.  
 
 

 

 

Рис. 1.1. Стан дуо-160:  
а — линия привода; б, в — виды рабочей клети спереди и сбоку; 1 — электродвигатель; 
2 — муфта моторная; 3 — редуктор; 4 — муфта коренная; 5 — шестеренная 
клеть; 6 — шарнир шпинделя; 7 — вал шпинделя; 8 — рабочая клеть; 9 — 
станина; 10 — уравновешивающее устройство; 11, 12 — рабочие валки; 13 — 
рама; 14 — нажимной винт; 15 — месдоза; 16 — механизм осевой установки  
и фиксации валков; 17, 19 — входной и выходной столы; 18, 20 — подушки  
с подшипниками 

Рабочие валки прокатного стана дуо-160 приводятся во враще-

ние от асинхронного электродвигателя типа 5А225М8У3 (5А — 
обозначение серии; 225 — высота оси вращения, мм; М — установочный 
размер по длине станины; 8 — число полюсов; У — климатическое 
исполнение по ГОСТ 15150-69; 3 — категория размещения).  


Двухступенчатый цилиндрический горизонтальный редуктор 

типа РМ-650 увеличивает крутящий момент и уменьшает частоту 
вращения. На заводском щитке редуктора указано, что его передаточное 
отношение равно 23,34, а изготовителем является Ижевский 
редукторный завод им. В.И. Ленина.  

Шестеренная клеть предназначена для распределения крутяще-

го момента двигателя между валками. Это одноступенчатый редуктор, 
передаточное отношение которого равно единице, а роль 
шестерен выполняют шестеренные валки. 

Приводной конец вала ротора электродвигателя соединяется  

с приводным концом быстроходного вала шестерни редуктора посредством 
моторной муфты. Тихоходный вал редуктора связан  
с приводным шестеренным валком посредством коренной муфты. 

Жесткая моторная фланцевая муфта состоит из двух фланцев, 

стянутых болтами. Один фланец надевается на приводной конец 
электродвигателя и соединяется с ним при помощи призматической 
шпонки. Другой фланец таким же образом соединяется  
с приводным концом быстроходного вала редуктора. Аналогичную 
конструкцию имеет жесткая коренная фланцевая муфта. 

Шпиндели предназначены для передачи крутящего момента от 

шестеренной клети прокатным валкам при несоосности до 10…120.  

Рабочая клеть стана дуо-160 имеет станину, которая опирается 

внизу на сварную раму и крепится к ней болтами. Для регулировки 
взаимного положения рабочих валков рабочая клеть оснащена 
ручным нажимным винтом со штурвалом и уравновешивающим 
устройством. Предусмотрена также возможность осевой установки 
и фиксации подушек, в которых на подшипниках установлены рабочие 
валки. Для измерения силы прокатки под пяту нажимного 
винта устанавливают месдозу, связанную с измерительной электронной 
аппаратурой. Замену валков в клети прокатного стана 
(перевалка) на стане дуо-160 выполняют вручную. 

Применение нагревательной печи дает возможность использо-

вать стан дуо-160 для горячей прокатки стальных заготовок, что 

при наличии комплекта калиброванных рабочих валков на стеллажах, 
а также молота и наковальни, позволяет наладить в лаборатории 
мелкосерийное производство готовой продукции достаточно 
широкого сортамента. 

 
Пример 1.2. Толстолистовой стан ТЛС-5000 (рис. 1.2) предназна-

чен для горячей прокатки листов толщиной 10...200 мм и шириной 
1 000...4 850 мм для последующего изготовления сварных труб большого 
диаметра 1 220…1 420 мм, предназначенных для строительства 
магистральных трубопроводов (http://metcon.ru/stan5000/). 

 

 

 
Рис. 1.2. Толстолистовой стан ТЛС-5000:  
а — расположение оборудования; б — схема прокатки листа в клети кварто; 1 — 
печь; 2 — окалиноломатель; 3 — клеть кварто; 4, 6 — роликоправильные машины; 
5 — установка ускоренного охлаждения; 7 — клеймитель; 8 — холодильник; 
9 — торцевые ножницы; 10 — кромкообрезные ножницы; 11 — делительные 
ножницы; 12 — маркировщик; 13 — металлический лист; 14, 17 — опорные валки; 
15, 16 — рабочие валки 

 
Заготовку — сляб толщиной 190...300 мм и шириной до 2 700 мм — 

выпускает машина непрерывного литья заготовки (МНЛЗ) радиального 
типа. В печи заготовка нагревается до нужной температуры, 
после чего окалиноломатель очищает сляб от окалины для последующей 
прокатки в лист, которая осуществляется в клети кварто. 
Для горячей правки листов применяют роликоправильные машины, 
размещенные до и после установки ускоренного охлаждения. Клей-
митель наносит на раскат идентификационный номер. Стан имеет 
холодильник и карман противофлокенного охлаждения (ПФО) для 
замедленного охлаждения проката из некоторых марок низколегированной 
высокопрочной стали. Установка ультразвукового контроля (
УЗК) контролирует внутреннее качество листов. Торцевые 

ножницы применяют для поперечной резки листов и обрезки их 
торцов. Кромкообрезные ножницы предназначены для продольной 
резки листов и обрезки их кромок. Делительные ножницы используют 
для поперечной резки на мерные длины. После маркировки 
готовая продукция поступает на склад. 

 
Пример 1.3. Рассмотрим толстолистовой стан Стеккеля фирмы 

Salem Steel Plant [3], предназначенный для горячей прокатки полосы 
из коррозионно-стойких и углеродистых сталей толщиной 
2,0...8,0 мм (максимальный диаметр выпускаемых рулонов — 
1 800 мм), основное оборудование которого включает две клети 
кварто — черновую и чистовую (рис. 1.3). 

 

 

 
Рис. 1.3. Стан Стеккеля:  
а — расположение оборудования; б — схема прокатки листа в чистовой 
клети кварто с печными моталками; 1 — печь; 2 — гидросбив; 3 — 
эджер; 4 — черновая клеть кварто; 5 — ножницы; 6 — печная моталка;  
7 — чистовая клеть кварто; 8 — конечная моталка; 9 — тянущие ролики 

 

Заготовка (сляб) размером 190 × 1 275 × 10 500 мм и массой 15 т 

сначала подается грузоподъемным краном на приемный стол, после 
чего нагревается до требуемой температуры в печи. После гидро-
сбива окалины горячий сляб перемещается по рольгангу и попадает