Технологии прокатного производства кратко

Обновлено: 02.07.2024

На заводах применяют разные виды проката. Технологии отличаются по используемому оборудованию, этапам проведения работ. Для изготовления деталей из стали используют станки разной конструкции.

Листовой

Это популярный вид обработки металла, при котором деталь сначала нагревают, а потом пропускают через вращающиеся валки. Технология может проводиться двумя способами:

Горячекатная — метод подразумевает нагрев материала до 1700 градусов по Фаренгейту. После нагревания металл становится более пластичным, менее твердым. Однако прокатка при высоких температурах не позволяет точно просчитывать размер готовых изделий после остывания. Дополнительно к этому, сильный нагрев способствует образованию окалины, которую нужно убирать.
Холоднокатная — технология подразумевает малый разогрев заготовок, перед проведением дальнейших работ. Поверхности деталей очищаются от окалин. После этого их подвергают другим технологическим операциям.

Первый вариант прокатки более экономичный. С его помощью можно работать с листами большой толщины. Второй метод позволяет создавать более точные по размерам детали, но не подходит для работы с листами металла толщиной более 5 мм.

Сортовой

Этот вид технологии можно разделить на горячий и холодный методы. С его помощью изготавливается:

проволока, арматура;
шестигранники, квадраты;
круги, полукруглые детали.

Фасонный

Малая группа проката. Название технология получила из-за сложной формы готовых изделий. На выходе получаются детали большой величины. Их изготавливают на промышленных станках. Продукцию фасонного проката можно разделить на две группы:

Для массового назначения. К ней относятся швеллера, угловые профиля.
Для специального назначения. К ним относятся рельсы для железнодорожных или трамвайных полотен, перекрытия, балки, промышленные упоры.

Такой способ проката применяется в строительстве.

Фасонный прокат

Технология производства основных видов проката

Продукция проката, полученная с нагревом исходной заготовки, называется горячекатаной, без нагрева — холоднокатаной.

Технология производства основных типов проката состоит из двух этапов: прокатка слитка в полупродукт и прокатка полупродукта в готовый прокат.

1. Прокатка слитка в полупродукт

Прокатка слитка в полупродукт выполняется в горячем состоянии на специальных обжимных станах : блюмингах и слябингах (станы производства полупродукта)

Исходными заготовками при прокатке служат стальные слитки массой до 60 т, а из цветных металлов и сплавов массой до 10 т. В результате первичной прокатки слитков получаются полупродукты крупного сечения: блюмы (рис. 11Д) и слябы (рис. 12Д).

Рис. 11Д Блюм	Блюм — заготовки квадратного поперечного сечения, предназначенная для последующего изготовления сортовых профилей,
Рис. 12Д Сляб	Сляб– заготовка прямоугольного поперечного сечения, предназначенная для последующего изготовления листового проката.

В настоящее время во всех развитых странах мира исходные заготовки квадратного и прямоугольного поперечного сечения требуемого размера получают на машинах непрерывной разливки стали. Прокатное производство блюмов и слябов осталось только в Украине и на заводах России.

Прокатка полупродукта в готовый прокат.

Получение листового проката (рис. 7Д, а и б).

Листовой прокат

делят на толстолистовой (толщиной 4–160 мм) и тонколистовой (толщиной менее 4 мм). Толстолистовой прокат получают в горячем состоянии (горячекатаные листы). Тонколистовой прокат получают из толстолистового в холодном состоянии (холоднокатаные листы).

Получение сортового проката (рис. 7Д, в и рис. 8Д).

На рис. 13Д показан процесс получения швеллера в результате последовательного приближения профиля исходной заготовки к форме прокатанного изделия. Прокатка ведется в горячем состоянии.

Рис. 13Д. Последовательность получения швеллера 1, 2, 3, 4, 5 – переходы

Получение труб

2.3.1. Получение бесшовных труб поперечно-винтовой прокаткой (рис. 2Д, в)

Бесшовные трубы прокатывают из отливок круглого сечения поперечно- винтовой прокаткой в горячем состоянии

2.3.2. Получение сварных труб (рис. 14Д).

Рис. 14Д Процесс получения прямошовной сварной трубы. 1,2,3,4,5,6 — переходы Сварные трубы изготовляют из листа или полосы (ленты), называемой штрипсом
. Процесс изготовления сварной трубы включает свёртывание полосы в трубу, называемое
формовкой трубы
, и сварку её кромок (на переходе 6 после выхода из клети). Сварные трубы получают на трубопрокатных станках как в горячем, так и в холодном состояниях.

Получение специального проката (периодические профили) (рис. 15Д).

Рис. 15Д Получение периодического профиля поперечной прокаткой Периодические профили производят как в горячем, так и в холодном состояниях.

Получение специального проката (гнутые профили) (рис. 16Д).

Рис. 16Д. Получение гнутых профилей 1,2,3,4,5,6 — переходы

Гнутые профили можно получать профилированием листового материала на профилегибочных станах. Процесс профилирования заключается в постепенном изменении формы сечения листовой заготовки до требуемого профиля путём последовательной гибки при прохождении полосы или ленты через несколько пар (до 20 и более) вращающихся фигурных роликов. Необходимое число пар роликов зависит от сложности конфигурации получаемого профиля. В процессе профилирования площадь поперечного сечения и толщина исходной заготовки практически не изменяются. Процесс получения гнутых профилей выполняется, как правило, в холодном состоянии

Получение специального проката (детали машин) (рис. 17Д, 18Д, 19Д).

Рис. 19Д Поперечно-винтовая прокатка шаров

1 – верхний валок; 2 – нижний валок; 3 – заготовка;

4 – центрирующий упор

Рис. 17Д. Поперечная прокатка винтов

Выполняется в горячем состоянии.

. Ручьи валков сделаны по винтовой линии. Сначала происходит захват заготовки, приводящий к её продольному продвижению с постепенно увеличивающимся обжатием и приданием формы шара. Если по ходу прокатки выступы ручьёв сужаются до полного разделения заготовки на части, то в результате прокатки получаются шары. Для изготовления шаров диаметром меньше 4 мм применяют холодную прокатку, а для более крупных шаров (от 4 до 40мм) – горячую.

II. Прессование – технологический процесс получения заготовок или деталей в результате выдавливания металла исходной заготовки через отверстие матрицы, конфигурация которого соответствует профилю получаемого изделия.

Исходная заготовка – слиток или прокат

Инструмент прессования – пуансон, оправка, матрица.

Оборудование –

Оборудование

Чтобы понимать, как изготавливаются разные детали, нужно знать какое оборудование используется при проведении технологических процессов. Прокатка проводится на следующих станках:

Проволочные механизмы. С их помощью изготавливается проволока диаметром до 10 мм.
Слябинги — предназначены для обработки длинных прямоугольных изделий.
Блюминги — используются при изготовлении больших квадратных изделий. Помимо квадратных сечений, механизмы могу делать заготовки разной формы.
Трубопрокатные — промышленные машины, которые используются для создания металлических труб разного диаметра.

Прежде чем начинать прокатку металл разогревается с помощью промышленных печей, подаётся через отрезные ножницы к вращающимся валам.

Прокатка. Сущность процесса, виды прокатки, условие захвата.

Прокаткой называют вид обработки давлением, при котором металл пластически деформируется вращающимися гладкими или имеющими соответствующие канавки (ручьи) валками. Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными. При этом получают прокат – готовые изделия или заготовки для последующей обработки ковкой, штамповкой, прессованием, волочениемили резанием. В прокат перерабатывают до 80 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов и сплавов, его используют в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.

Существуют три основных вида прокатки: продольная, поперечная и поперечно-винтовая (косая).

При продольной прокатке заготовка деформируется между гладкими или имеющими калибры валками, вращающимися в противоположные стороны, и перемешается перпендикулярно к осям валков.

При поперечной прокатке валки вращаются в одном направлении, оси их параллельны, а заготовка деформируется ими, вращаясь вокруг своей оси.

При поперечно-винтовой(косой) прокатке валки вращаются в одном направлении, оси их расположены под некоторым углом, благодаря чему заготовка деформируется валками и при этом не только вращается, но и перемещается оступательно вдоль своей оси.

Продукция прокатного производства. Инструмент и оборудование.

Прокатным станом называется технологический комплекс последовательно расположенных машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки и отделки (правки, обрезки кромок, резки на мерные изделия и пр.) и транспортировки.

Продукцией прокатного производства являются полосы, листы, трубы, прутки различного профиля (круглого, квадратного, прямоугольного, шестигранного, углового, двутаврового, швеллерного, таврового и др.), железнодорожные и трамвайные рельсы, колеса, шары, кольца и др.

Технология производства основных видов проката, производство труб.

Трубопрокатные установки различают по способу производства, размерам изготавливаемых труб и составу основного оборудования, которое в каждом конкретном случае располагается по определенному плану.

Для производства бесшовных труб широко применяются установки с

пилигримовым, автоматическим и непрерывным станом. В качестве заготовок для производства бесшовных труб используют слитки, а также катаные заготовки. Процесс прокатки состоит из двух основных операций: прошивки отверстия в заготовке и прокатки прошитой заготовки. Прошивку выполняют на прошивном стане поперечно-винтовой прокатки двумя конусообразными рабочими валками, оси которых пересекаются под углом 6… 12°. В валках такого стана заготовка 1 получает одновременно вращательное и поступательное движение.

Металлические трубы обычно делают сварными. При этом либо лист сворачивают так, что шов идёт вдоль трубы, либо навивают ленту по спирали. Современные технологии позволяют заметно усилить прочность шва стальной трубы — его прочность всего на 10—15 % меньше прочности остальной её части.

Ковка. Операции ковки: осадка, протяжка, прошивка, инструмент.

Ковка – один из способов обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры.

К основным операциям машинной ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, гибка, сварка, скручивание, отрубка и раскатка.

Осадка – уменьшение высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Осадку производят бойками или осадочными плитами. Заготовки, у которых отношение высоты к диаметру более 2,5, осаживать не рекомендуется во избежание возможного продольного искривления.

Протяжка – удлинение заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Она осуществляется последовательными обжатиями отдельных, примыкающих друг к другу участков заготовки при ее подаче вдоль оси.

Прошивка – получение полостей в заготовке за счет вытеснения материалу. Она может использоваться как самостоятельная операция для образования отверстия либо как подготовительная операция для последующей раскатки или протяжки заготовки на оправке.

Ковка. Операции ковки: отрубка, гибка, инструмент. Оборудование для ковки.

Отрубка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента. Отрубку топорами осуществляют для удаления прибыльной и донной частей слитка, лишних концов поковки или для разделения длинной поковки на более короткие части.

Гибка – образование или изменение углов между частями заготовки или

Придание ей криволинейной формы. Гибку осуществляют с помощью различных опор, приспособлений и в подкладных штампах.

Оборудование: Операции машинной ковки выполняют на различных типах молотов и гидравлических прессах.

Молоты – машины, деформирующие металл ударом за счет кинетической энергии падающих частей (штока, бабы, верхнего подвижного бойка), накопленной к моменту соударения с заготовкой. Скорость движения рабочего инструмента в момент удара составляет 3…8 м/с, время деформирования – сотые доли секунды. Основной характеристикой молота является масса падающих частей.

В зависимости от типа привода молоты бывают пневматическими, паровоздушными, механическими, гидравлическими, газовыми и др.

Ковочные гидравлические прессы. Основной характеристикой пресса является развиваемое усилие. Гидравлические ковочные прессы изготавливают с усилием 3…20 МН. Гидропрессы работают со значительно меньшими скоростями, чем молоты. Скорость

деформирования (движение рабочего инструмента) не превышает 0,3 м/с.

Разработка техпроцесса изготовления поковки методом горячей объемной штамповки.

Горячей объемной штамповкой можно получать поковки сложной конфигурации без напусков, с небольшими припусками и допусками, что снижает объем последующей обработки резанием. Производительность штамповки значительно выше, чем ковки, и составляет десятки и сотни поковок в час.

Технологический процесс изготовления поковок горячей объемной штамповкой в общем случае состоит из следующих основных операций: резки проката на мерные заготовки на пресс-ножницах, нагрева заготовок в электрических или пламенных печах, осадки заготовки, штамповки в штампе, обрезки заусенца и прошивки отверстия, термообработки и очистки поверхности от окалины в дробеметном барабане.

В зависимости от типа штампов различают следующие способы горячей объемной штамповки: в открытых штампах, в закрытых штампах, штамповка выдавливанием, штамповка прошивкой, штамповка в разъемных матрицах.

Холодная листовая штамповка. Сущность, операции: вытяжка с утонением стенки, отбортовка, обжим, формовка.

Листовая штамповка – способ изготовления плоских и объемных изделий из листа, полосы, ленты без существенного изменения толщины металла. Листовая штамповка характеризуется высокой производительностью, обеспечивает точность и стабильность размеров изготавливаемых деталей и позволяет получить значительную экономию металла. Операции листовой штамповки можно полностью механизировать и автоматизировать.

Все основные операции листовой штамповки делятся на разделительные, в которых этап пластического деформирования завершается разрушением заготовки, и формообразующие, в которых заготовка в процессе деформирования не разрушается, а только изменяет свою форму.

Вытяжка – образование полой заготовки или детали из плоской или полой листовой заготовки.

Отбортовка – образование борта по внутреннему или наружному контуру листовой заготовки. При отбортовке отверстия металл в зоне деформации растягивается и утоняется.

Читайте также: