трусики женские украина

На головну

 Зниження енерговитрат товстолистових станів - Промисловість, виробництво

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ і науки УКРАЇНИ

Донбаський державний технічний універсітетКафедра ОМД і М

Зниження енерговитрат товстолистових станів (МЛС)

Виконав:

ст. гр. ОМД-09-3у

Трофимов С.С.

Перевірив:

доцент кафедри

Денищенко П. Н

Алчевськ 2010

Введення

Однією з умов успішної господарської діяльності та розвитку металургійної галузі в Україні є виробництво конкурентоспроможних високорентабельних видів металопродукції. До таких видів металопродукції повною мірою відноситься гарячекатаний сталевий листовий прокат, вироблений на реверсивних і безперервних станах, обсяг виробництва якого складає мільйони тонн на рік. При цьому фахівці металургійних підприємств і профільних інститутів постійно працюють над удосконаленням техніки і технології, прагнучи максимально знизити витрати на виробництво як традиційно вироблених, так і освоюваних знову видів металопродукції.

Основними споживачами листового прокату є: суднобудівне виробництво, машинобудування, виробництво труб великих діаметрів для нафто і газової промисловості, для виготовлення ядерних реакторів і т.д.

Вважається, що доцільним і вигідним на МЛС є прокатка листів шириною b?2000 мм, з цього сучасні стани з довжиною бочки валка Lб <3000мм не роблять.

Основні вимоги до сучасних ТЛС:

- Широкий сортамент типорозмірів і марок сталі;

- Висока продуктивність;

- Висока якість поверхні, висока точність розмірів і форми, високий комплекс механічних властивостей;

- Низький рівень енерго і матеріальних витрат на отримання готової продукції;

- Можливість автоматизації.

Зниження енерговитрат на отримання готової продукції позитивно впливає на рентабельність прокатного виробництва, з цього варто поряд з такими важливими питаннями як збільшення виходу придатної металопродукції за рахунок поліпшення якості листового прокату, зниження витратного коефіцієнта сталі і прокатних валків та інших. Це висуває в ряд найбільш актуальних проблему наукових досліджень, обґрунтування та реалізації ефективних ресурсозберігаючих технологій виробництва гарячекатаної сталі на великих листопрокатних комплексах.

Прокатний переділ займає 2 місце, після доменного виробництва за витратами енергії на виготовлення готової продукції, причому 95% припадає на частку газу та електроенергії.

У структурі собівартості металопрокату в Україні витрати на паливно-енергетичні ресурси становлять 50%, в той час як для промислово розвинених країн цей показник дорівнює 20%. Слід також зазначити, що російська металургія рухається в напрямку розвитку електрометалургії, що замінює технічно застарілі мартенівські печі, і будівництва електрометалургійних міні-заводів, де виробництво 1 т сталі потребує до 150 кг умовного палива, тоді як на комбінаті з повним металургійним циклом для виплавки такого ж кількості металу його необхідно 600 кг.

У світі з 1997 по 2005 рік було побудовано і введено в експлуатацію 13 нових сучасних ТЛС. По 2 в США, Північній Кореї, Китаї та по одному - в Єгипті, Індонезії, Індії, Ірані, Малайзії, Швеції і в Таїланді. Так само з 2005 року запустили два табори 5000 в Росії і ще один добудовують. З'являється все більше і більше конкурентів на світовому ринку. За цим зниження витрат на виробництво 1т готового металопрокату, при збереженні високого комплексу механічних властивостей - головне завдання металургії України.

Конкурентоспроможність продукції ВАТ "АМК" зараз досягається тим, що заробітна плата металургів в середньому в 3-4 рази нижче, ніж у країнах ЄС і навіть у Росії.

Економія витрат енергії дозволить тримати планку конкурентоспроможності вітчизняного прокату на світовому ринку, а так само дозволить підвищити заробітну плату, що в свою чергу, приверне висококваліфікованих робітників та інженерів фахівців на підприємства.

Суміщення НРС і прокатки

Основні енерговитрати прокатного виробництва припадають на частку палива (газу) і електроенергії. Основні витрати енергії припадають на період нагріву та підготовку перед прокаткою. При старому металургійному циклі, з розливанням сталі в виливниці, для економії газу використовувався гарячий посад злитків в нагрівальні колодязі обжимного цеху, тобто температура їх була близько 500-600оС. Але цей резерв вже давно себе вичерпав.

Найефективнішим на сьогоднішній день, в плані економії енергії, став спосіб транзитної прокатки, тобто з'єднання безперервного розливання сталі (НРС) з прокаткою.

Майже всі сучасні ТЛС при плануванні та будівництві розташовують поряд з МНЛЗ, що дозволяє використовувати тепло ще не охололи литих слябів в повному обсязі і економити значні обсяги енергії. Другий сильною стороною є те, що можна скоротити цілий переділ - прибрати обтискні стани, а значить скоротити до 25% металу при угарі, обрези усадочноюраковини і т.д. Геометрична форма у литих слябів набагато краще і вони мають точні розміри, в литих слябах значно менше внутрішніх (ликвации, дендрити та ін. Дефекти, які виникають в результаті охолодження злитків) і зовнішніх (які виникають в результаті розливу сталі) дефектів. Об'єднання МНЛЗ з МЛС дозволить так само скоротити 2-3% металу, який йде у окалину при нагріванні слябів з обжимного цеху перед прокаткою.

Однак на діючих підприємствах цей спосіб має безліч недоліків:

- Стани знаходяться на значній відстані від МБЛЗ, що робить необхідним використання термосів.

- При прокатці з товстих слябів (H> 220мм) відносно товстих і вузьких аркушів не виникає труднощів, але якщо сляб тонше, краю остигають настільки, що транзитна прокатка стає не можливим.

- Труднощі з дотриманням температурного режиму. Навіть однакові сляби можуть надходити в цех з різною температурою.

За цим доцільно ввести гарячий посад литих слябів в нагрівальні печі. Це дозволить нагрівати метал набагато швидше, що заощадить значну частину палива (до 30%) і зменшить угар металу.

Гарячий посад металу

прокатка сталь обтиснення енергозберігаючий

Виконаний ДонНДІчормет аналіз витрат енергоресурсів для стану 3600 металургійного комбінату "Азовсталь" показав, що витрата палива складає 4300 МДж / т готового прокату, 60% теплової енергії витрачається на нагрів слябів в методичних печах. Витрата електроенергії в цеху становить 335 МДж / т, 15-17% загальних витрат електроенергії витрачається на деформацію металу. Порівняння з аналогічними зарубіжними країнами показало, що для них характерний в 1,5-2 рази менша витрата палива при кілька збільшеному витраті електроенергії на прокатку, що економічно доцільно при сформованому рівні цін. Ефективним заходом, що забезпечує зниження енергоємності виробництва прокату, є гарячий посад безперервнолитих слябів з МНЛЗ в методичні печі стана. ДонНДІчормет спроектував і розробив раціональний процес транспортування гарячих слябів автослябовозамі на базі вдосконаленої конструкції їх платформ. Проведена дослідно промислова прокатка 400 т слябів гарячого посаду (з використанням залізно-дорожніх платформ-термосів, яка підтвердила можливість і доцільність впровадження даної енергозберігаючої технології в комплексі МНЛЗ - стан 3600. В результаті дослідно-промислових досліджень зафіксовано зниження витрати палива на 80-140 МДж / т листа при одночасному збільшенні витрати електроенергії на прокатку на 5,4 МДж / т при існуючих режимах обтиску.

Оптимізація режимів обтиснень

Проведені ДонНДІчормет розрахунки показали, що при однаковому числі проходів і продуктивності товстолистового стану в більшості випадків є можливість знизити питому витрату енергії шляхом збільшення обтиснень при параметрів зниження обтиснень в пропусках, де.

Експериментальні дослідження, проведені на стані 3000 металургійного комбінату ім. Ілліча показали, що питома витрата енергії залежить від розподілу обтиснень в чистової кліті, де параметр форми осередку деформації.

Як видно з таблиці 1, сумарна питома витрата енергії на прокатку листів з вуглецевої сталі в чистової кліті з підкату 58мм на гуркіт перетином 9х1640мм при однаково температурно-швидкісних режимах склав для варіантів 1 (звичайний режим прокатки) і 2 (вдосконалений режим) склав відповідно 67 і 58 МДж / т.

Таблиця 1 - Відносні обтиску і питома витрата енергії по проходах в чистової кліті стану 3000.

 Номер проходу Відносні обтиску,% Питома витрата енергії, МДж / т

 1 варіант 2 варіант 1 варіант 2 варіант

 1 28.5 28 7.86 7,04

 2 26 34 7.72 11,1

 3 28 38 9.96 15,02

 4 30 36 14.08 16,72

 5 38 15 26.4 6,08

Таким чином за варіантом 2 за рахунок істотного зниження обтиснень в останньому пропуску економія енергії в чистової кліті досягає 15%.

Аналіз існуючих режимів обтиснень на МЛС показав, що для забезпечення однієї і тієї ж продуктивності може використовуватися велика кількість варіантів схем прокатки. За цим оптимальними повинні бути так само варіанти, які забезпечують мінімальний питома витрата енергії при заданій продуктивності стану.

Відомо так само, що тільки близько 50% енергії витрачається на саму деформацію, інша частина витрачається на подолання сил тертя, реверс двигуна і т.д. Виходячи з цього, рекомендується так само зменшити загальне число проходів до технологічного мінімуму або скоротити кількість проходів з малими обтисканнями.

Асиметрична прокатка

Одним з найбільш перспективних методів впливу на метал є асиметрична прокатка (АП). Лише в останні 15-20 років почалося широке дослідження і застосування АП спочатку на станах холодної прокатки, а потім і на станах гарячої прокатки. Поштовхом до цього стало запровадження в експлуатацію робочих клітей з індивідуальним приводом валків. Практика дослідження та застосування процесів АП при гарячої та холодної прокатки листів свідчить про можливість управління при цьому практично всім спектром параметрів прокатки і службових властивостей листів і смуг. До їх числа відносяться: енергосилові параметри; умови тертя на контакті валок-смуга; геометричні параметри листів; шорсткість поверхні; механічні властивості металу; фізичні властивості; текстура і структура металу.

Найбільш керований і ефективний параметр АП співвідношення лінійних швидкостей ведучого VIі веденого V2валков, що характеризується коефіцієнтом асиметрії аV = VI / V2.

Швидкісна асиметрія поряд з поліпшенням службових властивостей готового прокату істотно змінює ступінь завантаженості трансмісій ведучого (що має велику швидкість) і веденого валків. Навантаження на трансмісію і привід ведучого валка зростає, а ведений валок і його привід розвантажуються аж до переходу в генераторний режим.

Дослідження впливу основного параметра швидкісний асиметрії на енергосилові параметри прокатки проводилися в лабораторних і промислових умовах. На лабораторному стані 340 моделювали умови прокатки в останніх пропусках чистової кліті стану 3000. Використовували свинцеві зразки. Експерименти показали, що сила прокатки знижується при збільшенні коефіцієнта асиметрії до 1,20. На малюнку 1а представлені досвідчені та розрахункові криві за формулами авторів робіт [2,3]. З малюнка випливає, що досвідчені та розрахункові дані зменшення сили прокатки до АV = 1.10 близькі за значенням. При АV> 1.10 розрахована за [2] крива 3 на малюнку значно розходиться з досвідченою кривої 1 і розрахованої за [3] кривої 2. Це можна пояснити тим, що формула з роботи [2] враховує тільки коефіцієнт асиметрії ау, в той час як формула авторів роботи [3] враховує цілий комплекс параметрів: частоту обертання валків, відносне обтиснення, радіус робочих валків, товщину підкату, жорсткість смуги і кліті.

На рис. 1б представлена ??експериментальна залежність ставлення крутять моментів на провідному і відомому валках від величини коефіцієнта асиметрії. Крива має гіперболічний вигляд і перетинає вісь абсцис в точці, що відповідає АV = 1.05. Цей момент відповідає переходу веденого валка у генераторний режим при відсутності ще повною пробуксовки ведучого валка по металу.

Рис. 1. енергосилових параметрів при АП свинцевих зразків на стані 340:? Р - зміна сили прокатки; Р - сила прокатки; М1И М2- крутний момент на провідному і відомому валках.

Малюнок 2 - Результати експериментальних досліджень на стані 3000 при звичайній (а) і асиметричною (б) прокатці: 5 і 6 - номери перепусток.

Промислові експерименти були проведені в умовах чистової кліті товстолистового стану 3000 Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча. При контрольованій прокатці особливе значення для формування всього комплексу службових властивостей готових листів мають останні пропуски в чистової кліті. Для визначення допустимого значення коефіцієнта асиметрії аvпровелі аналіз завантаженості чистової кліті стану 3000 по силі прокатки Р, крутний момент на провідному і відомому валках, сумарним моменту (М?) і середньоквадратичному току приводів. Чистова кліть стану 3000 розрахована на максимальну силу прокатки 68,7МН і крутний момент 4,9 МН * м. Експерименти показали, що завантаження кліті при прокатці в симетричному режимі в двох останніх пропусках не перевищує 75% за силою прокатки і 58% по крутний момент (рис. 2а), що дозволяє використовувати в них режими АП.

Рис. 3. Залежність сили прокатки від коефіцієнта асиметрії, Av, обчисленого за формулою (1)

В результаті статистичної обробки експериментальних даних методом найменших квадратів отримано рівняння для сили прокатки:

Р = 62.72 - 21аv (1)

За рівняння (1) побудована залежність сили прокатки від коефіцієнта асиметрії (рис.3). Аналіз отриманих результатів показав невелике (до 10%) зниження сили прокатки при збільшенні коефіцієнта асиметрії до 1.10. Це пояснюється великою жорсткістю розкату при контрольованій прокатці і випливає з залежностей, наведених у роботі [4], так як

?Рт / ?Рр = 1 + Сп / Ск ,, (2)

де ?Рті ?Рр- теоретичне і реєстроване месдози зміна сили прокатки; Спи ск- жорсткість смуги і кліті.

При контрольованій прокатці Сп = 20 ... 32 МН / мм, Ск = 8 МН / мм, а ?Рт / ?Рр = 3,5 .. .5. Так як за розрахунками для умов стану 3000 величина ?Рт / Р становить 5 .. .10%, то регистрируемая величина ?Рт / Р знаходиться в межах помилки вимірювання. Сумарний крутний момент при значенні аvдо 1.10 збільшився на 5 ... 10%. Однак при АП суттєво перерозподіляються крутний момент на валках (рис.2б). При коефіцієнті асиметрії аvдо 1.10 крутний момент на провідному валку в останніх пропусках не перевищував 2 МН * м, а сумарний крутний момент 2,4 МН * м і 2 МН * м відповідно в передостанньому і останньому пропусках. Середньоквадратичний ток приводу ведучого валка, що визначає його нагрівання за цикл при контрольованій прокатці, по симетричному режиму і при реалізації АП в одному і двох пропусках склав відповідно 70..80%, 80..90% і 83..97% від допустимого. Таким чином, роботу в режимі АП за умовами навантаження кліті і приводу можна застосовувати в останніх двох пропусках. При цьому завантаження приводу по силі прокатки, крутний момент і середньоквадратичному току знаходиться в допустимих межах. Щоб уникнути нерівномірності завантаження трансмісій валків по обертовим моментам в останніх двох пропусках ведучий і ведений валки слід міняти місцями, що забезпечить сталість еквівалентної навантаження, відповідальної за втомну міцність деталей головної лінії стану. Режими АП можуть бути використані на інших підприємствах при реконструкції листових станів в процесі перекладу клітей на індивідуальний привід валків. Виходячи з експериментальних даних можна зробити висновки про ефективність асиметричною прокатці у зв'язку зі зменшенням сили прокатки до 10%, а отже і зниження витрати електроенергії, отримання більш точних розмірів і гарна якість поверхні металу.

Енергозберігаючі технології індукційного нагріву

Структурні зміни в металургійній промисловості привели до широкого використання технологій індукційного нагріву металів. Зокрема, індукційний нагрів слябів перед прокаткою дозволяє істотно підвищити якість прокату і вихід придатного металу

Найбільш економічно вигідний підхід, що знижує вартість нагріву тонни металу при істотному зменшенні окалинообразования і обезуглероживания, полягає в нагріванні металу після виходу з газової печі (900-1150 ° С) до температури прокатки (1150-1250 ° С).

Проблему нагріву-підігріву слябів можна розділити на дві частини: нагрівання з холодного стану (або підігрів "товстих" слябів товщиною 200-300 мм) і підігрів на ділянці проміжного рольганга між чорновими і чистовими клетями прокатного стану стійких слябів (смуги підкату) товщиною 20- 50 мм. Після розробки установок безперервного розливання сталі з товщиною сляба 20-50 мм зникла стадія попередньої прокатки, однак необхідність підігріву слябів залишилася. В обох випадках індукційний нагрів може використовуватися для формування необхідного температурного поля сляба перед чистової прокаткою.

У промисловості для нагріву слябів використовуються різноманітні типи індукційних печей. Найбільшого поширення набули овальні індуктори з поздовжнім магнітним полем.

В даний час реалізовані три типи установок для нагріву товстих сталевих слябів перед прокаткою. Найбільш поширені такі установки:

- Нагрівачі періодичної дії з вертикальним розміщенням овальних індукторів, які охоплюють сляб, що стоїть на вузькій грані. Очевидно, реалізація такої схеми розміщення індукторів можлива тільки для відносно товстих слябів. Індикатори, що охоплюють сляб по широкій грані, отримали назву індукторів Росса - по імені головного спеціаліста компанії Ніколаса Росса. Вони були впроваджені на виробництві McLouth Steel у м Трентоні (США)

- Нагрівачі безперервної дії, що складаються з лінії горизонтально розташованих овальних індукторів. Сляби безперервно переміщаються по роликам, розташованим між індукторами. Типова установка реалізована в Лулео, (Швеція);

- Нагрівачі безперервної дії, що складаються з лінії горизонтально розташованих овальних індукторів зі зворотно-поступальним рухом слябів. Найбільш відома установка, що складається з 7 індукторів загальною потужністю 42 МВт, реалізована на виробництві Geneva Steel в США.

Кожна з конструкцій нагрівача володіє своїми достоїнствами і недоліками, і в кожному конкретному випадку вибір залежить від багатьох факторів. Доцільно провести порівняльний аналіз цих трьох типів ІНУ (індукційна нагрівальна установка) за різними критеріями.

ККД системи. При нагріванні слябів однакової довжини і на одній частоті ККД для цих трьох типів нагрівачів буде приблизно однаковий.

Зміна довжини нагріваються слябів буде позначатися тільки на ККД індукторів Росса. При зміні ширини нагріваються слябів в індуктори Росса можуть виникнути проблеми з рівномірністю температурного поля через поздовжнього крайового ефекту. В установках з зворотно-поступальному рухом слябів, при зменшенні ширини сляба більш ніж в два рази від максимальної, передбачений одночасний нагрів двох слябів. Наприклад, для підтримки високого ККД і продуктивності при нагріванні слябів різної довжини і ширини в ІНУ, встановленої в Geneva Steel, є можливість нагрівати або 2 сляба, розташованих поруч один з одним, або 4 сляба, розташованих двома парами.

Зручність транспортування. При використанні індукторів Росса транспортування представляє ряд труднощів, пов'язаних з вертикальним розташуванням слябів і їх стійкістю на вузькій грані. Також для індукторів Росса відсутність футерування під час транспортування веде до збільшення теплових втрат з поверхні завантаження.

Видалення окалини. При нагріванні утворюється окалина, яка, обсипаючи, потрапляє на елементи конструкції індуктора, і, тим самим, є однією з причин виходу ІНУ з ладу. Найбільш пристосовані до видалення окалини індуктори Росса.

Потреба в буферній зоні на виході індуктора. ІНУ на основі періодичних індукторів Росса і ІНУ зі зворотно-поступальним рухом сляба не потребують буферних зонах на виході установки. І, як перевага, можна відзначити, що у разі короткочасної зупинки прокатного обладнання вони можуть використовуватися в режимі термостатування. Однак для ІНУ безперервної дії виникають проблеми нерівномірного розподілу температури в поздовжньому перетині при нагріванні довгих слябів. Початок сляба, покинувши останній індуктор, піддається охолодженню, в той час як кінець сляба все ще залишається в ІНУ і продовжує нагріватися. Для вирішення цієї проблеми можна міняти потужність на останньому індукторі, перегріваючи початок сляба або використовуючи на виході ІНУ термостатують буферну зону. В якості буферної зони можна застосовувати найпростішу газову піч, що працює в режимі компенсації теплових втрат з поверхні завантаження, або ж використовувати теплові екрани.

Кінцеве температурне поле. Для нагріву сталевих слябів однакової товщини і ширини рівномірність кінцевого температурного поля буде при правильному виборі частоти приблизно однакова.

Займана площа. Одна з переваг ІНУ в порівнянні з газовими печами - невелика робоча площа. При порівнянні різних типів ІНУ найкращі показники у установки зі зворотно-поступальним рухом. Її довжина визначається максимальною довжиною нагріваються слябів. ІНУ, що використовує періодичні індуктори Росса, також займає невелику площу (сляби розміщуються вертикально), але для забезпечення необхідної продуктивності доводиться використовувати паралельно кілька ліній (на McLouth Steel- 6 ліній по 3 індуктора). Найгірші показники у безперервного індуктора, його довжина визначається з умови досягнення потрібного температурного поля і, як правило, набагато більше, ніж у ІНУ зі зворотно-поступальним рухом завантаження. Виходячи з цього, можна зробити висновок, що він найменше підходить для нагріву сталевих слябів від початкової температури навколишнього середовища.

З вищесказаного випливає, що установка зі зворотно-поступальним рухом завантаження більш універсальна і може використовуватися як для нагріву, так і для підігріву слябів різної довжини і ширини, і ця концепція була використана при розробці та впровадженні індукційної установки потужністю 42 МВт для Geneva Steel (Utah , USA).

Комбінована робота індукційної нагрівальної установки спільно з газовою піччю.

Доведено температурного поля сляба до необхідних кондицій безпосередньо перед прокаткою можна здійснювати в індукційних нагрівачах завдяки ряду переваг, таких як хороші енергетичні показники, висока швидкість нагріву, невеликі габарити установок і т.д.

Але дослідження ERPI Center for Materials Production (Pittsburg, USA) показують, що, незважаючи на хороший ККД і рівномірний нагрів, застосування тільки індукційного нагріву часто виявляється занадто дорогим, особливо, у випадку з тонкими слябами. Рекомендується застосовувати систему, яка б використовувала газову піч для основного нагріву і застосовувала б індукційну техніку для тонкого регулювання температури тільки перед самою прокаткою.

Слід зазначити, що економічні оцінки для вибору методу підігріву повинні враховувати специфіку країни і місце розташування заводу, так як ці фактори будуть впливати на вартість електроенергії та газу. Виходячи з економічної вигоди, можливий вибір або газового, або індукційного устаткування, або їх комбінації.

Установки індукційного нагріву споживають на 73-80% менше кінцевої енергії, ніж газові установки. Наступною перевагою індукційних установок є широкі можливості регулювання нагріву, що призводить до підвищення якості продукту і збільшенню терміну служби прокатного стану. Вибір же деяких підприємств на користь газових установок для підігріву кромок викликаний відносно високою вартістю індукційного обладнання і нерідко дуже високою ціною на електроенергію.

У прокатному виробництві, де необхідно нагрівати сляби від кімнатної температури до температури прокатки, індукційні установки становлять лише незначну частку нагрівального обладнання. В принципі, і тут можна скоротити споживання кінцевої енергії та окалинообразования шляхом використання індукційного нагріву, але ці переваги незначні у зв'язку з тим, що техніка полум'яних печей високорозвиненою, і поперечні перерізи нагрівається матеріалу великі, і, отже, переваги ІНУ не такі значні, так як вирівнювання температури по перетину заготовки відбувається, в основному, за рахунок теплопровідності матеріалу (так само, як і для газової печі). Навіть тривалий час розігріву газових печей не сильно позначається на споживанні кінцевої енергії. Тому чисто індукційний спосіб нагріву слябів від кімнатної температури рекомендується в тому випадку, якщо якість продукту безумовно є пріоритетним завданням, або якщо доступний джерело дешевої електроенергії.

Визначення методу нагрівання за економічними показниками (отриманим з витрат на капітальні вкладення, кінцеву енергію, вживаний матеріал, технічне обслуговування і т.д.) часто призводить підприємство до вибору полум'яних методів нагрівання. При цьому навіть притаманний цим методам низький ККД процесу не може нічого змінити, оскільки витрати на викопні горючі матеріали сьогодні значно нижче, ніж на електроенергію.

У зв'язку зі сказаним хочеться відзначити, що гібридна система, що складається з газової і індукційних печей, включає в себе ряд позитивних моментів, притаманних кожній з них окремо. Вона вимагає менше місця, ніж тільки газова система, і надає велику гнучкість. Зручно використовувати газову піч як буфер слябів у разі короткочасної поломки прокатного обладнання, і застосування ІНУ дає можливість знизити температуру газової печі, тим самим буде знижена кількість що утворюється окалини.

Низькотемпературна і "суха" прокатка

Розглядаються два нових для ТЛС способу, які майже не вимагають для свого впровадження капітальних витрат. Це низькотемпературна прокатка (НТП) і так звана "суха" прокатка.

Сутність НТП полягає в значному, на 100..400 ° С, зменшенні температури початку прокатки. НТП відносно давно і успішно застосовується на тонколистових широкосмугових станах, а також на дротяних і сортових станах. Проведені дослідження показали, що завдяки зниженню температури початку прокатки досягнута економія енергії 120 МДж / т на среднесортном стані і 195 МДж / т - на мелкосортном. У Швеції на заводі фірми Fagerstad AB Osterbyverken при прокатці дрібного сорту квадратного перетину 10,5х10,5 мм із заготовок діаметром 70 мм вуглецевої сталі показана можливість зниження температури початку прокатки з 1150 до 750 ° С, тобто на 400 ° С. Встановлено також, що для прокатки заготовок пружинної, підшипникової, інструментальної та нержавіючої сталей допустимо знижувати температуру початку прокатки до 800-950 ° С. Зниження витрати енергії склало від 306 до 468 МДж / т. При прокатці середньовуглецевих сталей ~ 80% енергії витрачається на нагрів металу до 1150 ° С. При зниженні цієї температури до 750 ° С якість продукції залишається відповідним стандартам Швеції, а витрата енергії, незважаючи на збільшення навантаження двигунів стана, зменшується. При зниженні температури прокатки нержавіючих сталей до 800-950 ° С витрати енергії зменшуються на 13-20%.

Однак до теперішнього часу не відомі факти впровадження або хоча б дослідження можливості ведення НТП на МЛС. Причина - в особливостях швидкісного режиму прокатки на реверсивних станах, до яких відносяться всі МЛС. На відміну від безперервних станів, де швидкість прокатки доходить до 25 м / с і більше, час охолодження при транспортуванні розкатів від кліті до кліті невелике, на МЛС, при максимальній швидкості 6 м / с, тривалість пауз між проходами, особливо в чистової кліті, значно більше. Збільшення швидкості прокатки неможливо. Тому при істотному зниженні температури нагріву металу температура кінця прокатки стає настільки малою, що процес деформації стає неможливим.

Але в принципі можна так змінити теплової балансу прокатки на МЛС, що метал не буде охолоджуватися до неприпустимою температури.

Очевидно, що для прокатки металу з істотно зменшеною температурою необхідно зменшувати обтиску, отже, збільшувати кількість проходів. Це призведе до більшого приходу тепла від роботи пластичної деформації. При цьому, звичайно, буде збільшуватися і час охолодження, отже, втрати тепла металом. Результат залежатиме від того, який з цих процесів буде переважати. Оскільки процес прокатки залежить від дуже багатьох чинників, то характер зміни складових теплового балансу можна встановити тільки математичного моделювання.

Встановлено, що втрати тепла випромінюванням при НТП зменшуються до 70%, і це наслідок того, що втрати, відповідно до закону Стефана-Больцмана, залежать від 4й ступеня абсолютної температури. Втрати тепла теплопровідністю валянням лінійно залежать від перепаду температур і по цьому зменшуються при зниженні температури метала в меншій мірі. Прихід енергії від диссипации енергії пластичної деформації, якщо прокатка ведеться в однакових енергосилових умовах, залежить тільки від числа проходів. Зменшення температури розкату спричиняє зменшення обтиснень, а в слідстві збільшення числа проходів. Зазвичай в чорновій кліті ТЛС відбувається 5-7 проходів, а в чистової 9-11. Збільшення числа проходів до 9-15 цілком допустимо. Т.ч. прихід тепла тільки за рахунок тепла деформації може збільшиться в 1.5 рази.

"Суха" прокатка полягає у виключенні попадання води із систем охолодження валків на прокат завдяки встановленню замкнутих систем охолодження. Її ефективність в першу чергу залежить від старанності ізоляції розкатів від охолоджуючої рідини, тому як вода забирає найбільшу кількість тепла при контакті з поверхнею. Тому при розробці замкнутих систем охолодження найважливішим моментом є створення надійних ущільнень між валками і нерухомими деталями системи. Ця проблема вирішена в патенті 35811 Україна, А, B21B27 / 10.

Моделювання процесів НТП і "сухий" прокатки було виконано за допомогою розробленої на кафедрі ОМТ та М ДонДТУ програми, в основу якої покладена математична модель теплового балансу гуркотів листових станів.

Моделювався процес прокатки на трьох МЛС - 2250 ВАТ АМК з мінімальними енергосіловімі можливостями, 3600 "Азовсталь" з максимальними і на типовому вітчизняному стані 2800 ВАТ АМК (до реконструкції), енергосилові можливості якого можна вважати середніми. На рис. 1 показано зміну температури при прокатці аркуша 16х1700х6000 з сляба 280х1250х1690 на стані 2800 при звичайній технології з температурою початку прокатки tнп = 1180оС і при низькотемпературної при tнп = 850оС

Рисунок 1 - Зміна температур по проходах. 1 - звичайна технологія; 2 - НТП;

На рис.2 показано зміну температури при прокатці аркуша 8х1700х6000мм з сляба 180х1050х1540мм на стані 2800 при НТП (1) з температурою початку прокатки tнп = 1140оС і НТП спільно з "сухий" прокаткою (2) при tнп = 850оС

Малюнок 2 - Зміна температур по проходах в чистової кліті при комбінованій технології. 1 - НТП; 2 - НТП і "суха" прокатка;

В результаті дослідження прийшли до таких висновків:

1. При збільшенні числа проходів і прокатці із зусиллям і моментами, які не перевищують допустимих, ведення НТП на МЛС повністю можливо, оскільки температура кінця прокатки tкп не буде нижчою допустимої.

2. Допустима мінімальна температура початку прокатки tнп в першу чергу залежить від допустимої температури кінця прокатки tкп. При зменшенні з 860 ° С до 770 ° С при інших рівних умовах tнп зменшується з 1080 ° С до 900 ° С, тобто в два рази більше, ніж зменшилася tкп. Тому НТП слід вести з якомога меншою tкп. Обмеженням тут є потрапляння в зону перекристалізації, де підвищується ймовірність крихкого руйнування при деформації.

3. Збільшення ширини листів призводить до зменшення tнп: при зміні ширини з 1700мм до 2599мм tнп знизилася до 1025 ° С, тобто на 125 ° С. Це обумовлено зростанням зусиль і моментів прокатки при збільшенні ширини штаби. Збільшення зусиль і моментів призводить до збільшення числа проходів, отже, до зростання тривалості охолодження, оскільки питома прихід тепла від диссипации енергії пластичної деформації залишається на колишньому рівні.

4. НТП тонких листів пов'язана зі значними труднощами пов'язаних з швидким охолодженням тонкої смуги в чистової кліті. Для забезпечення мінімально допустимої tкп в цьому випадку доведеться піднімати tнп до 1140 ° С, тобто це вже практично не НТП. Якщо tнп знизити до 900 ° С, то за 17 проходів в чорновій кліті стану 2800 і 10 - в чистової лист 8x1700x6000 мм із сталі 65Г матиме 639 ° С, що не реально.

5. Ефективність НТП, особливо при прокатці тонких листів, можна підвищити за рахунок "сухий" прокатки в чистовий кліті. У цьому випадку tнп знижується істотно - до 850 ° С, тобто на 350-400 ° С в порівнянні із звичайною, високотемпературної прокаткою.

6. При значному зниженні tнп в чорновій кліті прокатка товстих розкатів є практично ізотермічною, оскільки виділення тепла при пластичної деформації повністю компенсує його втрати при охолодженні. За певних умов температура металу в чорновій кліті навіть підвищується в порівнянні з початковою на ~ 50 ° С. А оскільки в чистової вона падає до tнп, то таку прокатку доцільно називати квазіізотерміческой.

7. НТП найтонших (5 мм) і широких (3200 мм) листів неможлива, оскільки мінімальна tнп, що забезпечує допустиму tкп, становить 1200 ° С. Для зниження tнп слід застосовувати одночасно НТП і "суху" прокатку в чистової кліті. У цьому варіанті tнп можна знизити до 950 ° С.

8. Застосування НТП на МЛС з незначними енергосіловімі можливостями (типу стана 2250) малоефективне, оскільки доведеться збільшувати число проходів (з відповідним падінням продуктивності стану) до явно неприйнятного рівня - в чорновій кліті до 21, а в чистової - до 17. При помірному числі проходів зниження температури початку прокатки незначне - близько 50 ° С.

9. НТП на більш могутньому ТЛС 3600 обіцяє бути істотно ефективніше, ніж на стані 2800. За інших рівних умов tнп знижується порівняно з tнп на стані 2800 на 185 ° С і становить 840 ° С.

10. Проведене дослідження дозволяє стверджувати, що для НТП товстих листів доцільно використовувати стани з клітями, які мають великі допустимі зусилля прокатки і потужні двигуни, оскільки це дозволяє більшою мірою знижувати температуру початку прокатки.

11. Збільшення витрати електроенергії, обумовлене збільшенням кількості проходів, на потужних станах незначне. Враховуючи низький ККД нагрівальних печей порівняно з ККД електроприводу, можна стверджувати, що збільшення витрати електроенергії набагато буде перекриватися економією газу на нагрівання металу.

Все вищевказане дозволяє рекомендувати НТП і "суху" прокатку як ефективні способи зменшення витрат газу при виробництві товстих листів на реверсивних станах. НТП - високоефективний і доступний спосіб. Для його впровадження не потрібні значні зміни в обладнанні та можливо при мінімальних капітальних витратах. Однак НТП для товстих листів можна використовувати тільки зі станами, які мають високі допустимі зусилля, моменти прокатки і мають потужні двигуни.

На станах зі слабкими енергосилових характеристиками НТП веде до значного зниження продуктивності. НТП дозволяє економити метал за рахунок чаду і покращує його механічні властивості.

Використання електромагнітного поля

Взаємодія деформованого металу з електричним струмом і з прискореними електронами ще мало вивчено. В останнє десятиліття встановлено наявність різкого зниження опору металу деформації і підвищення його пластичності під впливом електричного струму великої щільності (порядку 105А / см2) або під впливом інтенсивного електронного опромінення. Явище це було умовно названо електропластіческім ефектом. Деякі дослідники називають його електронно-пластичним ефектом, підкреслюючи цим незалежність виявленого явища від способу енергетичного впливу на деформується метал - електронного або електричного.

Імпульси струму або опромінення мають тривалість 10-5- 10-4с, що на кілька порядків менше тривалості стимульованих ними стрибків деформації в кристалах. Тому вказане вплив є, по суті, поштовхами в електронній та фононної підсистемах кристалів, що викликають подолання окремими дислокаціями і групами перешкод, розмноження і взаємодія дислокацій, тобто інтенсифікує пластичну деформацію металу.

Стимулювання пластичної деформації металевих кристалів короткими імпульсами відкриває нові можливості в галузі дослідження стрибкоподібної деформації і зміцнення кристалів. Подібний метод впливу підвищує однорідність деформації кристалів, дозволяє управляти процесами зародження і розвитку дислокаційної структури, розширює область пластичної деформації перед крихким руйнуванням.

Використання струму високої щільності в зоні деформації технічно важливих матеріалів дозволяє інтенсифікувати процес обробки їх тиском, що особливо важливо для тугоплавких і труднодеформіруемих металів і сплавів. Скорочується число технологічних переходів, витрата дорогого обробного інструменту і поліпшуються фізико-механічні властивості матеріалу після обробки.

Магнітне поле дозволяє підвищити якість прокату при зниженні енерговитрат. Зазначена мета досягається тим, що в способі прокатки смуг, що включає пропускання електричного струму і пластичну деформацію, імпульсний електричний струм пропускають після осередку деформації. Імпульсний електричний струм пропускають через поперечний переріз прокочується смуги нормально до його поверхні. Додатково імпульсний електричний струм пропускають уздовж смуги на відстані 100 - 150 мм. Амплітуда імпульсного струму 6 - 50 кА, тривалість імпульсу 0,05 - 0,15 с, тривалість паузи між імпульсами 0,05 - 1,5 с. Винахід забезпечує підвищення пластичності поверхні шарів при схоронності валків.

Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. При поздовжньої прокатці в прокатної кліті гуркіт піддається обтисненню робочими валками під дією опорних валків. В осередку деформації між робочими валками пластичної деформації піддається не весь обсяг металу, а тільки його невелика. У цьому шарі в 4 ... 7 разів більше насичення киснем і азотом, а зміст скалярною і надлишкової щільності дислокацій вище на два порядки, ніж у вихідному металі. Імпульсний електричний струм від джерела електричного струму, проходячи між контактними роликами встановленими попарно-співвісно з обох боків смуги через поперечний переріз прокочується смуги, сприяє видаленню і збільшенню рухливості надлишкових дислокацій, видаленню з наклепаного шару кисню та азоту. Параметри імпульсного струму - тривалість імпульсу, тривалість паузи між імпульсами і сила струму в імпульсі (амплітуда імпульсу), задаються за допомогою перетворювача, живиться від промислової мережі.

В результаті імпульсний електричний струм буде проходити як через поперечний переріз смуги між роликами, так і вздовж прокату за наклепанной шару. Сила струму тим більше, чим більше площа поперечного перерізу смуги і чим більше процентний вміст вуглецю в сталі. Тривалість імпульсу збільшується зі збільшенням ступеня обтиснення і товщини наклепаного шару. Тривалість паузи вибирається залежно від геометрії зони впливу, яка тим більше, чим більше потужність імпульсного струму. Параметри імпульсного струму підбираються експериментально в межах: сила струму - 6 ... 50 кА, тривалість імпульсу - 0,05 ... 0,15 с, тривалість паузи - 0,05 ... 1,5 с. При пропущенні імпульсного електричного струму як через поперечний переріз прокату, так і вздовж неї виділяється велика кількість тепла (відповідно до закону Джоуля-Ленца), що призводить до значного нагрівання металу в цих областях (до 750oC і вище). Температура нагріву залежить від значення сили струму і тривалості імпульсів: чим вони вищі, тим вище температура. Цей спосіб виключає проходження електричного струму через робочі та опорні валки і, отже, зниження їх терміну служби через ерозійних процесів. Якість прокату підвищується за рахунок звільнення захопленого в осередку деформації азоту і кисню і зняття залишкових напруг після прокатки. Проходження струму по деформованої смузі дозволяє подолати дислокаційні перешкоди за рахунок електронно-дислокационного взаємодії, підвищити пластичність поверхневих шарів на 40%.

Це дозволяє на 10-15% знизити енерговитрати на прокатку.

Застосування технологічних мастил

Застосування традиційних мастильних матеріалів (мінерального, рослинного масла, синтетичних мастил з вмістом поверхнево-активних речовин та ін.) На товстолистових станах важко піддається реалізації через дефіцитності і недостатній ефективності, можливого суттєвого забруднення охолоджуючої води відходами мастила. Труднощі їх застосування посилюються тим, що, як правило, стани цього типу володіють малопотужним і перевантаженим циклом оборотного водопостачання. Зміст масел в оборотній воді може досягати 100 мг / л і більше.

Вимоги, що пред'являються до технологічної мастилі при гарячої прокатці, часто знаходяться в суперечності один до одного. Задовільне рішення цих питань може бути здійснено лише шляхом цільової розробки нових мастильних матеріалів, які враховують специфіку їх застосування. Вибір нових мастил пов'язаний з необхідністю великих експериментальних досліджень, які можуть бути в основному виконані в лабораторних умовах з подальшою промисловою перевіркою.

За даними технічної літератури, одним з матеріалів, перспективних для використання в якості технологічного мастила при гарячої прокатці, є полімери. Було виготовлено і випробувано більше 60 зразків передбачуваної технологічної мастила на основі полімерних матеріалів. За хімічною природою вони складають чотири групи матеріалів: епоксидні олігомери, азотовмісні сполуки, складні ефіри жирних кислот, високомолекулярні гидроксилсодержащий з'єднання. При гарячої прокатки сталевих зразків товщиною 10-12 мм (при ? = 20-25%) застосування зазначених технологічних мастил забезпечувало зниження сили і моменту прокатки на величину до 20%, в той час як при використанні мінерального масла Ц-24 цей показник не перевищував 9%.

Матеріал перших трьох груп, забезпечуючи порівняно ефективність в якості технологічної мастила, має низку недоліків, основними з яких є висока розчинність у воді, горючість з високим полум'ям і рясним димовиделеніе, специфічний запах і т.д. Перевагою високомолекулярних гідроксилвмісних сполук (ВГС) є те, що при ефективності не нижче перших трьох груп полімерних матеріалів вони позбавлені зазначених вище недоліків. У практиці експлуатації машин і механізмів відомо застосування ВГС (у вигляді поліалкіленгліколю) для поліпшення мастильної здатності застосовуваних при цьому мастил. Одним з промислових продуктів класу поліалкіленгліколю є лапролу.

Лапролу мають гарну змазує здатністю, високою температурою займання і спалаху, малої летючість, інертністю до металів, стійкістю до утворення осаду. Практично всі марки лапролу однаково впливають на зниження сили прокатки. Проте враховуючи, що зі збільшенням молекулярної маси лапролу зменшується їх розчинність в воді і летючість, для приготування технологічної мастила переважніше застосовувати лапролу 1052, 2002 і 3002.

На основі поліалкіленгліколю розроблений новий мастильний матеріал УП-6-116-1, який являє собою сумішевих композицію і, крім лапролу, містить такі добавки: підстава Манніха (0,1-1,0 мас. Ч) і дігліцідний ефір (0,2 -40 мас. год). Добавки стабілізують суміш і підвищують її антикорозійні властивості. Гаряча прокатка тонких (h = 2,5..2,7 мм) сталевих зразків з вказаною мастилом на лабораторному стані показала зниження сили прокатки на 23-31%, а товстих (h = 10-12 мм) - в середньому на 21% . Мастило наносили на валки в чистому вигляді. Мастило УП-6-116-1 являє собою рідина від світло-жовтого до світло-коричневого кольору. Мастило нерастворима і воді, розчиняється в спирті, ефірі, ацетоні. Температура спалаху 236оС, а займання 246оС, в'язкість при 25 ° С - 0,08 Па - с, кислотне число 0,2 мг КОН / г, а рН = 7. Щільність 1,05 г / см3, зольність 0,02%, вміст води 0,1%. Коефіцієнт теплопровідності дорівнює 0,523 Вт / (м - К), а коефіцієнт температуропровідності 25,8 - 10-8

Розроблені та узгоджені санітарно-епідеміологічною станцією МОЗ України технічні умови ТУ 6-05-241-407-84 "Технологічна мастило УП-6-116-1". Всі компоненти мастила випускаються вітчизняною промисловістю.

Сумішевого композиція УП-6-116-1 може бути отримана на існуючому обладнанні хімічного виробництва або з використанням обладнання системи технологічної мастила, встановленої в прокатному цеху. Розроблено технологічну інструкцію з приготування мастила УП-6-116-1.

На промисловому стані мастило УП-6-116-1 застосовується у вигляді 3% -ної водомасляного суміші при витраті чистого мастильного матеріалу 20-40 г / т прокату. Мастило успішно випробувана на товстолистових станах 2300 Донецького, 2850 Ашинський металургійних заводів і 2800 ОХМК. Застосування технологічного мастила чи не порушує стійкість прокатки, не призводить до утворення відкритого полум'я, димовиделеніе і специфічного запаху, прокатка із застосуванням даної мастила але товстолистовому стані дозволяє поліпшити техніко-економічні показники виробництва товстолистового прокату без залучення традиційних дефіцитних мастильних матеріалів. Мастило УП-6-116-1 може застосовуватися і на інших станах гарячої прокатки.

На підставі експериментального дослідження мастила УП-6-116-1 в лабораторних умовах і на стані 2300 застосування цього матеріалу в якості технологічного мастила не приводить до хімічного забруднення охолоджуючої води. Прокатка з мастилом не сприяє додаткового забруднення металевих і бетонних поверхонь обладнання та споруд циклу оборотного водопостачання. Не виявлено наявності відходів мастильного матеріалу в окалині первинного відстійника. Останнє можна пояснити невеликою витратою чистого мастильного матеріалу, високим ступенем його використання в осередку деформації (до 85%) і застосуванням контактних пристроїв для подачі мастила на валки, а також порівняно невеликою тривалістю застосування мастила (7 суд). Виявлено деяка тенденція до інтенсифікації осадження окалини у воді вторинних відстійників. Остаточний висновок про наявність технологічної мастила у воді оборотного циклу буде отримано на підставі результатів її тривалого промислового застосування. Математичне моделювання, виконане ВНІПІЧЕО для умов Донецького металургійного заводу, показало, що при тривалому застосуванні накопичення мастильного матеріалу в оборотній воді може скласти 0,18 мг / л. Якісне мас-спектральне дослідження продуктів термодеструкції мастила УП-6-116-1 (при t = 700 ° С) показало, що вона згорає повністю з утворенням води, вуглекислого газу та моноксиду вуглецю (сліди). За даними Донецької міської санітарно-епідеміологічної станції, вміст СО і С02в зоні робочої кліті при застосуванні мастила УП-6-116-1 на стані 2300 не змінилося.

Вплив мастила на умови гарячої прокатки

Природа позитивного впливу технологічної мастила на умови гарячої прокатки пояснюється кількома гіпотезами, що свідчить про відсутність однозначного вирішення цього питання. Так як вживана на товстолистових станах синтетичне мастило (на основі полімерів) істотно відрізняється від традиційних мастильних матеріалів, виконано дослідження впливу мастил обох класів на умови в осередку деформації.

Дослідження виконані в умовах лабораторного двовалкової станах зі сталевими валками діаметром 260 мм. На валки встановлювали бандажі із сталевої смуги, на які перед прокаткою наносили полімерну мастило або мінеральне масло. Зразок з корозійностійкої (нержавіючої) сталі, нагрітий до 960 ° С (Н = 5 мм, В = 40 мм, L = 700 мм, ? = 10-12%), прокочували за один пропуск з наступним охолодженням розкату на повітрі. При прокатці на поверхню валка подавали воду під тиском 0,15-0,2 МПа.

Дослідженню піддавали поверхню бандажів в місці контакту його з металу, що прокочується і поверхня зразка. При цьому фазовий склад і ступінь окислення робочої поверхні бандажів і гарячекатаного металу вивчали методами повного кількісного рентгенофазового аналізу та електронної мікроскопії на дифрактометрі ДРОН-2 і трансмісивному електронному мікроскопі JЕМ-200СХ методом двоступеневих реплік. На поверхні бандажа при прокатці з мастилом встановлено наявність тонкого і незмивною водою твердого шару і оксидів заліза FеО, Fе2О3 Fe3O4. Рентгенограми свідчать про те, що вміст оксидів в виявленому шарі при використанні синтетичної мастила менше, ніж при використанні мінерального масла.

За даними електронномікроскопічних досліджень, товщина шару складає 0,1-0,4 мкм. Він являє собою безліч ділянок розміром 0,1-1,0 мкм. Якість плівки (велика рівномірність ділянок, більший їх розмір, менша кількість оксидів заліза) краще при прокатці з синтетичним матеріалом в порівнянні з мінеральним маслом. Плівка при прокатці з полімерним матеріалом зберігається навіть після прокатки п'яти зразків після одноразового нанесення мастила.

Кількісний рентгенофазний аналіз показав, що застосування синтетичної технологічного мастила в порівнянні з мінеральним маслом сприяє збільшенню магнетиту (79% проти 52%) в окалині гарячекатаного листа і зниження вюстіта (12% проти 19%). Ця обставина свідчить про зниження окисляемости гарячекатаного листа. Очевидно, це пов'язано з окисно-відновної атмосферою (CO - С02), одержуваної при деструкції синтетичної мастила в осередку деформації.

Коефіцієнт температуропровідності дослідженого синтетичного матеріалу становить 25, 8-8м2 / с, що майже в 60 разів менше значення цього параметра для води і незначно відрізняється від даного параметра для мінерального масла. Відомо, що мінеральні масла характеризуються хорошими екранують властивостями і забезпечують зниження температури поверхні валків в осередку деформації на 20-25 ° С. Чисельні значення критерію Прандтля, розраховані для синтетичної мастила і мінерального масла "турбінне-22", дорівнюють 232,6 і 290,3. Близькість цих величин свідчить про незначне відміну теплових потоків в умовах застосування синтетичного матеріалу і мінерального масла, тобто про високі екранують властивості застосовуваної полімерної мастила. Плівка, що утворюється на поверхні валків при застосування синтетичної мастила сприяє підвищенню екранізує властивостей і більшого в порівнянні з мінеральним маслом зниження енергосилових параметрів прокатки. Представлені дані свідчать про те, що однією з основних причин високої ефективності полімерних матеріалів, що застосовуються в якості технологічного мастила при гарячої прокатці, є утворення на поверхні валків більш якісного (порівняно про застосуванням мінерального масла) незмивною водою твердого шару.

Промислові експерименти по застосуванню технологічних мастил показують значне зниження сили прокатки, що впливає на зниження енерговитрат при прокатці.

Таблиця 2 - Витрата електроенергії при прокатці аркушів з мастилом і без на МЛС 2300 Донецького металургійного заводу.

 Розміри

 аркуша Число прокатаних листів Питома витрата електроенергії без змащення, кВт.год / т Питома витрата електроенергії при використанні мастила кВт.год / т Зниження витрати електроенергії,%

 7x1500 26 17,44 15,9 8,8

 7x1500 30 20,44 18,67 8,8

 8x1600 50 21,53 18,8 12,5

 8x1500 30 16,29 15,1 7,3

 8x1600 32 18,9 17,3 8,5

 8x1600 36 18,5 17,2 7

 10x1400 26 15,8 14,1 10,8

 8x1400 30 17,1 16,2 5,3

Питома витрата електроенергії, споживаної на прокатку з використанням мастила в чистової кліті товстолистового стану 2300, знижується на 5,3 - 12,5%. Застосування технологічних мастил та охолодження при прокатці є найважливішим і невіддільним елементом технології виробництва і від них великою мірою залежить в кінцевому підсумку продуктивність і якість. Застосування технологічних мастил при гарячої прокатці дозволяє підвищити стійкість робочих і опорних валків чистових і чорнових клітей широкосмугових станів за рахунок зниження інтенсивності їх зносу, зменшити з'їм металу валків при їх перешліфовуванні, знизити зусилля прокатки, крутний момент на валу приводного двигуна кліті і витрата споживаної електроенергії, підвищити якість поверхні гарячекатаних смуг, зменшити кількість окалини і попередити утворення дефекту "вкатанним окалина" на смузі і за рахунок цього збільшити швидкість проходження смуги через агрегати безперервного травлення, зменшити кількість перевалок і збільшити продуктивність широкосмугових станів за рахунок збільшення фактичного часу роботи стану. Техніко-економічні показники роботи систем технологічного мастила на деяких вітчизняних і зарубіжних станах гарячої прокатки наведено в табл. 2

.

 Таблиця 3 - Техніко-економічні показники і характеристика промислових систем технологічного мастила на чистових клітях станів гарячої прокатки листа

 Стан, завод, країна, номера чистових клітей, на які подається мастило Технологічна мастило Спосіб подачі Техніко-економічні показники ефективності застосування мастила

 1450, ММК, Україна ОХМ Через колектори охолодження Підвищення продуктивності стану на 3-5%, збільшення стійкості валків в 1,72 рази, зниження енерговитрат на 5%

 2500, ММК, Україна ОХМ Через колектори охолодження, автономна подача на валки Підвищення стійкості валків в 1,5 рази, зниження енерговитрат на 8-10%, поліпшення якості поверхні смуг

 1680, "Запоріжсталь", Україна 4-6% -ва водна емульсія полі-мерізованного бавовняного масла; полимеризоваться бавовняне масло Автономна подача на валки, через колектори охолодження Збільшення стійкості валків в 2-2,5 рази, зниження енергосилових параметрів на 716%

 1200, Новолипецький металургійний завод, РФ 5-6% -ва водна емульсія синтетичної мастила Автономна подача притисками на опорні валки Зниження зносу робочих валків в 1,2-1,4 рази, зниження енерговитрат на 30%, зменшення різнотовщинності листа

 2000, Новолипецький металургійний завод, РФ 3-5% -ва водо-масляна суміш мінерального масла Автономна подача на валки через колектори охолодження Збільшення стійкості валків в 1,5-1,7 рази, зниження енерговитрат на 5%

 1000, завод "Червоний металург", Лієпая, Латвія

 5-8% -ва емульсія емульсолів

 Е-2 (Б) Автономна подача притисками на валки

 Зниження зносу валків в 2 рази, нерівномірності вироблення по довжині бочки валка в 1,3-1,5 рази, енерговитрат на 6-13

%

 1525, металургійний завод у м Фаррел, США 4-5% -ва водомасляного суміш або емульсія жирних кислот з присадками; безводна мастило Через колектори охолодження, автономна подача; на валки розпиленням форсунками Підвищення продуктивності стану на 5-10% і якості поверхні листа, зменшення кількості окалини на смузі, підвищення швидкості травлення на 15%

 1420, металургійний завод у м Спарроус-Пойнті, США 2-15% -ва водомасляного суміш в'язких масел (в основному жирових) Автономна подача на опорні валки Підвищення стійкості валків в 2 рази і продуктивності стану на 10%

 3350, металургійний завод у м Монройвіл,

 США Суміш ефірів з жирними кислотами та іншими вуглеводнями Розпилення на опорні валки форсунками Зниження коефіцієнта тертя в 1,5 рази, зменшення енерговитрат на 10-20%

 2135, металургійний завод у м Гері, США Жирове масло з присадками Автономна подача на валки Підвищення стійкості валків в 1,5-1,8 рази, зниження енергосилових параметрів на 10%, збільшення продуктивності

 1090, металургійний завод у м Янгстаун, США Синтетичне масло Розпилення форсунками на опорні валки Зменшення енерговитрат на 5% і зусилля прокатки на 10-17%, поліпшення якості поверхні прокатуваних смуг

 2135, металургійний завод в місті Клівленд, США Жирове нерозбавлене масло; водомасляного суміш Те ж Підвищення продуктивності стану, поліпшення якості поверхні смуг

 1720, металургійний завод фірми "British Steel", Великобританія 1,5-2,5% -ва водомасляного суміш жирових масел Те ж Зниження зносу опорних валків на 10%, зменшення знімання металу при перешліфовування робітників на 40-50%

 1420, металургійний завод у м Муроран, Японія 5-15% -ва емульсія жирових мастил Розпилення паром на робочі валки з вхідної сторони Зниження зносу валків в 1,5 -2 рази

 2030, металургійний завод у м Фукуяма, Японія 3-10% -ва водомасляного суміш з жировими компонентами Автономна подача на валки Зниження зносу робочих і опорних валків, підвищення якості продукції

 1750, металургійний завод у м Касима, Японія водомасляного суміш жирових масел Універсальна система подачі мастила Підвищення стійкості валків і продуктивності стану

За даними таблиці 3 підвищення продуктивності досягається застосуванням більш інтенсивних режимів обтиснень, можливих завдяки мастилі, що робить цикл прокатки менше, відповідно і знижує енерговитрати.

Використана література

1. Асиметрична прокатка тонколистової сталі за кордоном / В.С. Горелик, Б.А. Гунько, П.С. Гринчук та ін .// Оглядова інформація. Сер. Прокатне проізводство.- Вип. 2.- М .: Черметінформація, 1987.- 21 с.

2. Бровман М.Я. Основні функціональні рівняння асиметричної прокатки // Тези доповідей IV Всесоюзній науково-технічній конференції "Теоретичні проблеми прокатного виробництва" .- Дніпропетровськ, листопад 1988.- Ч.1.-С.101 ... 103.

3. Горелік В.С., Орнатський Е.А., Мітьєв А.П. Прокатка товстого листа зі швидкісною асиметрією // Тези доповідей IV Всесоюзній науково-технічній конференції "Теоретичні проблеми прокатного виробництва" .- Дніпропетровськ, листопад 1988.- Ч.2.- С. 17 ... 19.

4.Бровман М.Я. Устаткування для асиметричної прокатки в СРСР і за кордоном (Сер.

Металургійне обладнання) // ЦНІІТЕІтяжмаш.-1987.- Сер.1.- Вип. 2.- 32 с.

5. Оптимізація витрати енергії в процесах деформації: пров. з нім.

А. Хензель та ін.; под.ред. Т. Шпіттеля, А. Хензель. - М.: Металургія, 1985. - 184с.

6. Зниження енерговитрат при прокатці смуг / А.Л. Остапенко, Ю.В. Коновалов, А.Є. Руднєв, В.В. Кисіль. - К.: Техніка, 1983. - 224с.

7. Підвищення ефективності виробництва товстолистового прокату: тематичний галузевої збірник. - М.: Металургія, 1984. - 106с.

8. Удосконалення теплового процесу листової прокатки / А.В. Третьяков, Е.А. Гарбер, А.Н. Шичков, А.В. Грачов. - М.: Металургія, 1973. - 311с

9. Удосконалення технології прокатки, термообробки і товстолистового прокату: тематичний збірник наукових праць / ред. Ф.Е. Должиков. - М.: Металургія, 1987. - 99с.

10. Зниження матеріальних та енергетичних витрат при виробництві листової сталі: тематичний збірник наукових праць / За ред. Ф.Е. Долженкова. - М.: Металургія, 1990. - 119с.

11. В. Б. Деміловіч, д.т.н., Б. М. Нікітін, д.ел-т.зв., В. Н. Іванов, д.т.н., В. І. Червінський, до .т.н. Актуальні енергозберігаючі технології індукційного нагріву в металургії / Індукційний нагрів, №2 2008р.

12. В.М. Данько. Зменшення витрат енергоносіїв при ВИРОБНИЦТВІ Товсте листів.

13. А.В. Данько. Сучасний розвиток листопрокатного виробництва / Донбаський державний технічний універсіте м. Донецьк

14. В.І Спіцин, О.А. Троцький. Електропластіческая деформація металів -М: Наука, 1985р. -160С

15. В. Н. Кокорін, Ю. А. Титов Застосування мастильно-охолоджуючих технологічних рідин у виробництві прокатки листового матеріалу / Навчальний посібник для студентів / Ульяновськ 2004р.

16. Грудев, А. П. Технологічні мастила в прокатному виробництві / В. Т. Тилик. - М.: Металургія, 1975. - 368 с.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка