Блюминг и слябинг

Технология блюминга

Блюминг имеет вид двух станин, которые объединены в клетьевую установку (высота от 6 до 10 метров). Станины представляют представляют собой вращающиеся отливки, на которые крепятся крупные металлические валки из стали с никелевыми и хромовыми добавками. Технология работы подобной установки очень проста: валки под действием электрического тока осуществляют медленное вращение вокруг своей оси, а при попадании между ними стального слитка происходит его обжатие — в результате образуется блюм.

Обратите внимание, что верхний валок обычно имеет встроенный электропривод для подъема и опускания установки — за счет этого происходит регуляция толщины слитка-блюма. Помимо этого блюминг-установки оснащены вспомогательными элементами — запасными электрическими двигателями, системами охлаждения, установками подачи смазочных материалов на поверхность валков и так далее

Также обратите внимание, что это общая схема. На практике встречаются также многоклетьевые установки, блюминги с реверсивной подачей заготовки, установки с тремя валками и так далее

Самой большой популярностью в России пользуются установки блюминг-1300 и 1150, которые показывают хорошие технико-эксплуатационные показатели, редко ломаются и не требуют специального ухода. Также существуют и более современные установки, а самые мощные агрегаты промышленного типа могут давать порядка 5-6 миллионов блюмов в год.

Преимущества

У технологии блюминга есть масса преимуществ, которые отсутствуют у конкурирующих технологий проката:

• Можно регулировать степень подъема верхней валки — благодаря этому можно регулировать степень обжатия полуфабриката-блюма, а также регулировать его общую толщину.
• Есть возможность управления скоростью обкатки — это заметно упрощает процесс обкатки, что позволяет получить заготовку высокого качества.
• С помощью одних и тех же валков можно получить разные по массе и диаметру сечению блюмы. Это заметно увеличивает производительность блюминг-стана. В случае изменения заказа оператору не придется менять установку целиком, достаточно будет лишь немного изменить параметры.

Блюминг-цех обычно состоит из трех основных частей. В первом блоке монтируются электрические двигатели для вращения станин на блюминг-установках. Обычно монтируется сразу несколько моторов — как на случай аварии, так и для ситуаций, когда требуется дополнительная мощность для агрегатов. Во втором блоке непосредственно монтируется блюминг-установка + различные вспомогательные механизмы подачи металлических заготовок. Третий блок является вспомогательным — здесь собираются и хранятся все отходы производства (окалины, обрезки и так далее).

Технология

Технологический процесс производства слябов начинается с подогрева слитков в вертикальном положении в нагревательных колодцах до 1100—1280 °С. Затем слитки взвешиваются и подаются по рольгангу к валкам слябинга. Прокатка сляба осуществляется в универсальной клети за 19—31 проход с обжатиями на 50—120 мм за проход. Существуют технологические схемы с одновременной реверсивной прокаткой двух слитков. Уширение слитка компенсируется вертикальными валками. После прокатки сляб может проходить огневую зачистку поверхности, резку на слябы требуемой длины и клеймение. Готовые слябы перемещаются на склад или к следующему по технологической цепочке прокатному стану.

Годовая производительность универсального слябинга 1250 составляет 6 млн тонн слитков. Масса технологического оборудования такого слябинга составляет 8850 тонн, суммарная мощность приводов 40,4 Мвт.

Первые слябинги появились в США в конце XIX — начале XX века. В СССР первый слябинг был запущен в 1937 году на заводе «Запорожсталь». В 1960-е годы слябинги производства Новокраматорского завода производительностью до 5 млн т слябов в год вводились в эксплуатацию на Магнитогорском, Ждановском и Карагандинском металлургических заводах. В 1960—1970-х годах слябинги 1200—1370 мм были установлены на металлургических заводах США, ФРГ, Японии и других стран.

В связи с интенсивным развитием в XX веке непрерывного литья стали число слябингов, вводимых в эксплуатацию, заметно уменьшилось.

4 Несколько слов об истории создания обжимных станов

Американец Холлей в начале 1870-х годов впервые использовал станы с тремя валками для обжатия заготовок, выплавленных по бессемеровской технологии. Впоследствии он улучшил свою прокатную методику и запустил в работу трио-станы с высоким уровнем механизации. На них можно было прокатывать заготовки с относительно малым весом.

А вот британец Рамсботом создал в 1880 году реверсивный стан с двумя валками, на котором была реализована схема вращения валков в переменных направлениях. На таком оборудовании можно было обрабатывать металлургические полуфабрикаты до 5–6 тонн. В 1902-м дуо-методика стала особенно востребованной за счет того, что Ильчнер создал реверсивный электропривод, который в разы повышал эффективность прокатных операций.

В Советском Союзе первый обжимной стан появился в 1933 году на меткомбинате в Макеевке. Его построили по чертежам немецких специалистов. А собственный стан советские инженеры создали лишь после второй мировой войны. Авторы этого проекта (А. Истомин и А. Целиков), а также коллектив специалистов, работавших с ними, даже получили премию имени Сталина за свою разработку.

Определение “Слябинг” в Большой Советской Энциклопедии

Слябингпрокатный стан,слябы,блюмингаблюминга-слябинга,СлябингСлябингмм, ммСлябингт. Мвт,Мвт.Слябингт.Слябингмммм/сек.Слябинг

В состав собственно Слябинг входят рабочая клеть (рис.), двигатели и механизмы привода и перевалки валков. К вспомогательному оборудованию Слябинг относятся слитковозы, рольганги, машина огневой зачистки слябов, ножницы для резки слябов, холодильники, штабелировщики и другие механизмы. Технологический процесс в цехе Слябинг включает следующие операции: доставку горячих слитков из сталеплавильного цеха к нагревательным колодцам; подогрев слитков в вертикальном положении в колодцах до 1100—1280 °С (в зависимости от марки стали); подачу слитков с помощью слитковозов к приёмному рольгангу Слябинг; взвешивание и подачу слитка к валкам Слябинг; прокатку сляба в универсальной клети за 19—31 проход с обжатиями горизонтальными валками на 50—120 мм за проход и снятием уширения вертикальными валками; огневую зачистку поверхности металла в потоке; резку на слябы требуемой длины; клеймение и передачу слябов по рольгангу на промежуточный склад для охлаждения и осмотра или к широкополосному стану горячей прокатки листов, установленному непосредственно за Слябинг Прокатные станы типа Слябинг появились в США в конце 19 — начале 20 вв. в результате развития конструкций и специализации обжимных и универсальных станов.

В СССР первый Слябинг 1100 (цифры — диаметр горизонтальных валков, мм) установлен в 1937 на заводе «Запорожсталь». В дальнейшем он был реконструирован и его производительность была повышена на 30%. Современные отечественные Слябинг 1150 конструкции Новокраматорского завода, введённые в эксплуатацию в 60-е гг., производительностью до 5 млн. т слябов в год работают на Магнитогорском, Ждановском и Карагандинском металлургических предприятиях. В 60—70-х гг. крупные Слябинг (1200—1370) установлены на металлургических заводах США, ФРГ, Японии и других стран. Однако в связи с интенсивным развитием непрерывного литья стали, при котором себестоимость производства слябов снижается на 8—10%, число Слябинг, вводимых в эксплуатацию, заметно уменьшилось.

Лит.: Целиков А. И., Смирнов В. В., Прокатные станы, М., 1958; Королев А. А.. Механическое оборудование прокатных цехов, 2 изд., М., 1965; Целиков А. И., Прокатные станы: настоящее и будущее, М., 1974.  В. А. Жаворонков.

Блюминг 1300

Блюминг 1300 конструкции УЗТМ — самый мощный автоматизированный обжимной прокатный стан. Его производительность составляет 5,5—6,0 млн. т/год, т. е. в 1,5—2 раза выше производительности типовых блюмингов 1150 (рис. 153).

Блюминг 1300 предназначен для прокатки слитков массой 10—13 т в блюмы сечением 300×300÷370×370 мм и слябов толщиной 100— 200 мм и шириной 700—1000 мм. Средний цикл прокатки слитка в блюмы составляет около 40 с, а в слябы — около 70 с. Для нагрева слитков предусмотрено 12 групп рекуперативных нагревательных колодцев с одной боковой горелкой в каждой ячейке.

Для обеспечения ритмичности прокатки слитков при длине фронта нагревательных колодцев более 300 м предусмотрена кольцевая слиткоподача от колодцев к приемному рольгангу. Взвешивание и поворот слитка на 180° перед прокаткой (в случае необходимости) осуществляются башенными весами, расположенными над приемным рольгангом. Кантователь блюминга расположен с передней стороны клети. Диаметр валков блюминга 1300 мм, длина бочки валков 2800 мм. Каждый рабочий валок имеет индивидуальный привод ст электродвигателя постоянного тока МП-110-65 мощностью 6800 кВт при частоте вращения 0—1—1,5 с-1.

За рабочей клетью установлена машина огневой зачистки блюмов и слябов на ходу всех четырех сторон и ножницы с нижним резом усилием 12,5 Мн. Клеймение блюмов и слябов в торец после резки на ножницах осуществляется в потоке автоматическим рычажным клеймителем. После обрезки переднего и заднего концов раската на ножницах блюмы по рольгангу направляют на дальнейшую прокатку на непрерывный заготовочный стан 900/700/500, а слябы, порезанные на участки заданной длины, сталкиваются толкателем на штабелирующий стол и затем передаются тележкой на склад для охлаждения и зачистки.

Благодаря широкому применению сварных конструкций и безредукторных приводов (манипулятора кантователя, ножниц и других машин) масса механического оборудования блюминга 1300 меньше массы установленных ранее типовых блюмингов 1150 и составляет около 5400 т.

Параметры некоторых блюмингов и слябингов, установленных на отечественных металлургических заводах, приведены в табл. 12.

1 Блюминг – что он собой представляет?

В прокатный цех из сталеплавильного металл приходит с агрегатов непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в виде литых заготовок или же в слитках, которые отливались в изложницы. На блюминге указанные слитки (заготовки) обжимаются в так называемые “черновые изделия”. Они представляют собой своеобразный металлургический полуфабрикат, из коего впоследствии (после прокатки) получают конечную продукцию.

Блюм – это квадратная по своему сечению заготовка, прошедшая обработку на обжимном стане. Производительность такого стана, как правило, описывается сечением валков, используемых для прокатки стали.

Он может иметь три либо два валка. На большинстве отечественных предприятий работают станы с двумя валками. В мировой металлургической практике описываемые нами обжимные станы сейчас практически не используются. Это обусловлено тем, что на них отмечаются большие потери металла с окалиной, а также потери при обрезании донной и головной части стального слитка.

При этом на российских комбинатах, оснащенных конвертерными и мартеновскими печами, где выплавляют углеродистые стали, мартенситные стали и другие виды сталей, обойтись без цеха, где производится прокатка блюма, нельзя. Суть в том, что в названных печах выплавляется огромный тоннаж стали. И отливать в этом случае слитки в 1–2 тонны (по меркам металлургии – это мелкие изделия) получается технически сложно, а экономически – полностью нецелесообразно. Обычно блюм имеет массу от 5 до 25 тонн и квадратное сечение размерами до 40 на 40 сантиметров.

Конструктивно стандартный стан состоит из двух чугунных станин, соединенных на высоком уровне жесткости в единую систему. В станинах, как было сказано, монтируется несколько валков сечением 1–1,5 метра. Верхний валок за счет наличия электрического механизма может опускаться и подниматься. Это дает возможность прокатывать на стане слитки различной толщины.

Отличие от слябинга

Блюминг и слябинг имеют различное устройство и функциональное назначение. Слябинги менее распространены, имеют более высокую стоимость. Они производят до 2,5 млн. т заготовки в год. Скорость прокатки — до 6 м/с.

Таким образом, блюминг – более универсальный агрегат, чем слябинг. На блюминге можно получать и блюмы, и слябы. Размер слябинга определяется длиной рабочей части валков, а размер блюминга — диаметром валков.

Конструктивно отличие блюминга от слябинга состоит в следующем. Слябинг имеет две пары валков. Одна пара расположена горизонтально, вторая – вертикально. Благодаря валкам, установленным вертикально, слиток, не кантуясь, обжимается по бокам. В остальном эти два прокатных стана аналогичны.

Несмотря на все достоинства, блюминги – прокатные станы, которые в настоящее время считаются устаревшими и на передовых предприятиях выведены из эксплуатации. Это обусловлено значительными потерями металла с обрезью и окалиной. Они используются на некоторых металлургических предприятиях России и Украины, где еще применяется неэкономичная технология разливки стали в изложницы.

Применение

Слябинги применяются для обжатия заготовок массой 40—45 тонн. Готовые слябы имеют прямоугольное сечение шириной 100—300 мм и длиной 600—2320 мм. В отличие от блюминга, слябинг, как правило имеет две пары валков — горизонтальные и вертикальные, устанавливаемые для получения правильного прямоугольного сечения сляба. Обжатие слитка происходит в реверсивном режиме. Наибольшее распространение получили универсальные двухклетевые слябинги, в которых первая клеть снабжена 2 горизонтальными валками, вторая — двумя вертикальными валками. Клети располагаются рядом для обеспечения непрерывной прокатки.

Альтернативным способом получения заготовки для листовых станов является разливка стали на машинах непрерывного литья.

В состав слябинга входят рабочие клети, двигатели, механизмы привода и перемещения валков. К вспомогательному оборудованию относятся слитковозы, рольганги, кантователи, машины огневой зачистки слябов, ножницы, холодильники и штабелировщики. Горизонтальная клеть слябинга, как правило, имеет цельнолитую станину. В нажимных механизмах используются винтовые и червячные передачи от двигателей, обеспечивающих подъём верхнего валка. Вертикальная клеть слябинга состоит из трёх частей, которые соединяются анкерными кольцами. Привод каждого вертикального валка осуществляется через независимый редуктор и вертикальный шпиндель.

История

Впервые трио-станы были применены для обжатия бессемеровских слитков в США А. Холлеем (1871). В последующие годы Джон и Джордж Фриц, а также А. Холлей там же построили механизированные трио-блюминги для прокатки слитков небольшой массы. В Англии Рамсботомом был сконструирован (1880) дуо-реверсивный стан с переменным направлением вращения валков для прокатки слитков до 5 т и более. Широкое распространение дуо-реверсивный стан получил благодаря электрическому реверсивному приводу, предложенному К. Ильчнером (1902). В СССР блюминги изготовляют с 1931; первый произведенный в СССР (по немецким чертежам) блюминг введён в эксплуатацию на Макеевском металлургическом заводе (1933). В конце 1940-х гг. советскими учеными и инженерами (А. И. Целиков, А. В. Истомин и др.) была разработана первая собственно советская конструкция блюминга (работа была удостоена в 1951 г. Сталинской премии 2-й степени).

Современный блюминг состоит из двух прочных чугунных станин, скреплённых в жёсткую систему, в них заваливается при помощи специальных подушек 2 валка диаметром 1,0 — 1,3 м, причём верхний валок при помощи особого электрического устройства может подниматься и опускаться в зависимости от толщины прокатываемого слитка.

Слябинг

Слябинг – реверсивный стан горячего проката, имеющий в отличие от блюминга кроме основных рабочих и наиболее нагруженных горизонтальных валков еще и вертикальные валки, которые обжимают металл не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении.
 

Слябинги, кроме горизонтальных валков, имеют вертикальные валки для обжа-гия боковых кромок сляба.
 

Слябинг является универсальным реверсивным обжимным станом. При каждом проходе через клеть слиток деформируется одновременно горизонтальными и вертикальными валками. За обжим-ньш станом установлены ножницы, на которых обрезают толовную и заднюю части раската и разрезают раскат а слябы необходимой длины.
 

Слябинг требует применения сложного электрохозяйства и большого количества электрооборуд-ова н и я. В непосредственной близости к отдельным рабочим участкам слябинга размещаются посты управления для оперативного персонала участвующего в управлении процессом прокатного производства.
 

Слябинги – это мощные универсальные реверсивные станы с диаметром горизонтальных валков более 1100 – 1200 мм и диаметром вертикальных валков 700 мм, служащие для прокатки слитков для листовых прямоугольных заготовок – слябов толщиной 75 – 300 мм и шириной 400 – 1600 мм. Для обжима небольших слитков до 2 m применяются обжимные трехвалковые станы с диаметром валков 750 – 850 мм.
 

Слябинги – это мощные универсальные реверсивные станы с диаметром горизонтальных валков более 1100 – 1200 мм и диаметром вертикальных валков 700 мм, служащие для прокатки слитков для листовых прямоугольных заготовок – слябов толщиной 75 – 300 мм и шириной 400 – 1600 мм. Для обжима небольших слитков до 2 т применяются обжимные трехвалковые станы с диаметром валков 750 – 850 мм.
 

Слябинг – обжимной прокатный стан для переработки крупных стальных слитков в слябы, отличающийся от блюминга наличием, кроме горизонтальных, еще и вертикальных валков для обжатия боковых кромок слитка. Сляб – полупродукт металлургического производства, предназначенный для производства листового проката и представляющий собой плоскую стальную заготовку прямоугольного сечения, Получаемую на установках непрерывной разливки стали или обжатием слитка на слябинге.
 

Слябинг № 2 характерен тем, что на нем в значительной мере упрощена кинематика наиболее ответственных механизмов за счет использования результатов достижений наших электромашиностроительных заводов.
 

Слябинг и цех горячей прокатки жестко связаны технологическим процессом ( и в связи с этим генеральным планом) и требуют сооружения отдельной ГПП.
 

Слябинги отличаются от блюмингов еще и тем, что в них имеются обычно с одной стороны рабочей клети ( реже – с обеих) вертикальные гладкие валки – так называемые эджеры.
 

Слябинги и блюминги выполняются обычно в виде одно-клетьевых дуо-реверсивных станов. Мощность электродвигателя в современных мощных обжимных станах достигает 7000 л. с. Для прокатки листов толщиной до 60 мм очень часто применяют одноклетьевые станы трио с качающимися или подъемными столами.
 

Слябингом называют реверсивный стан для прокатки слитков в слябы. Для обжатия боковых кромок слябинги, кроме горизонтальных, имеют еще и вертикальные валки. На слябингах прокатывают плоские слитки массой до 15 – 25 м и более в слябьг толщиной от 50 до 300 мм и шириной от 500 до 180.0 мм и более.
 

Слябингом называют обжимной стан, предназначенный для прокатки плоских слитков массой до 30 т в слябы толщиной до 250 мм и шириной до 1900 мм. Валки слябинга имеют гладкую бочку. Для обжатия слябов по кромкам с передней или задней стороны рабочей клети на расстоянии около 2 5 м от нее устанавливают клеть с вертикальными валками. Диаметр вертикальных валков 900 – 1000 мм, длина бочки около 2400 мм. Валки приводятся во вращение от реверсивного электродвигателя мощностью 2950 кет или от двух электродвигателей мощностью по 1450 кет каждый, с числом оборотов 0 – 60 – 150 в минуту.
 

Производительность слябинга – до 350 – 400 т за фактический час работы, или 2 0 – 2 3 млн. т в год слитков.
 

Производительность слябинга при благоприятном соотношении количества слябов различных размеров может доходить до 350 т, а при прокатке крупных слябов – до 500 т в час.
 

Прокатная обработка металлов — блюмы и слябы

На конечном этапе металлургического производства осуществляется обработка металлов методом прокатки. С помощью прокатки можно получить различные заготовки. Однако чаще эта технология используется для получения специальных слитков-полуфабрикатов — блюмов либо слябов. По ряду показателей слябы и блюмы очень похожи, однако между ними и есть ряд отличий:

• Блюмы. Представляют собой стальные полуфабрикаты в виде квадратных слитков со слегка закругленными концами. Получают блюмы-полуфабрикаты методом обжатия на специальных станах. В большинстве случаев слитки-блюмы весят 10-15 тонн, сторона слитка составляет 15-45 см, а длина — от 1 до 5 м. Блюминг-станы также используются и для получения некоторых изделий — балок, швеллеров и так далее.
• Слябы. Слябы также представляют собой стальные полуфабрикаты, однако от блюмов они отличаются габаритами. Сляб имеет вид длинной полосы четырехугольной прямоугольной формы. Толщина 10-25 см, а ширина — от 3 см до 2 м (длина обычно находится в пределах 1,5-5 метров). Слябы получают на специальных слябинг-станах, которые имеют отличное строение от блюминг-станов.

Этапы проката металла

Давайте теперь узнаем о том, как непосредственно происходит прокатка металла методом блюминга:

Нагрев

Перед обкаткой необходимо выполнить разогрев металлической заготовки. Это позволит придать материалу пластичности, что положительно скажется на качестве его обкатки. Для нагрева слитки с помощью кранов помещаются в специальные колодцы, где их нагревают до 1300 градусов. Для более оптимального нагрева слитки обычно помещаются в вертикальном направлении вдоль одной из стен колодца. Время нагрева слитков напрямую зависит от их начальной температуры. Если в колодцы помещаются полностью холодный металл, то нагрев осуществляется порядка 14 часов. Если же слитки поступают в колодцы с температурой 500-800 градусов — то не более 8 часов.

Доставка, взвешивание, перемещение

После нагрева слитки достаются из колодца с помощью все тех же кранов. Происходит взвешивание нагретых слитков. Затем оператор выбирает формат размещения слитков, а при необходимости он может осуществить разворот слитков методом кантования на 180 градусов. Зачем это нужно? Дело все в том, что в случае размещения «неспокойной» стали в стандартном направлении получится большое количество обрезков и окалин

Разворот слитка донной части позволит уменьшить количество «мусора», что очень важно с точки зрения экономии производства

Обжатие

Теперь происходит непосредственно обжатие слитка на блюминг-установке. Обжатие обычно осуществляется в 10-15 пропусков — в зависимости от того, какой диаметр итогового блюма-полуфабриката вам нужно получить. За один обжим заготовка обычно уменьшается в размерах на 5-15 сантиметров. Полный цикл прокатки занимается 30-60 секунд (при максимальной скорости 7-8 м/с). Обжатие является достаточно трудоемким и сложным мероприятием, а осуществляют его операторы блюм-машин.

Финальная обработка готового блюма

После получения блюм-полуфабриката осуществляется финальная обработка. Для обработки обычно используются специальные МОЗ-машины, которые по сути представляют собой модифицированные горелки. После обработки блюмов с помощью горелок осуществляется обрезка. Сперва отрезаются плохие концы заготовки, а потом с помощью специального режущего аппарата блюм режется на несколько равных частей. Согласно нормам ГОСТ в конце на все части блюма нужно нанести специальное клеймо. На котором должна будет указана техническая информация — марка стали, номер производственного цикла, базовые сведения об операторе. В конце с помощью конвейерной ленты блюмы отправляются на склад для финальной маркировки и хранения.