Прокатный стан

Прокатный стан представляет собой целый комплекс оборудования, предназначенного, главным образом, для пластической деформации металла путем пропускания его между двух вращающихся валков.

Производство прокатных станов напрямую связано с развитием железнодорожного транспорта, которое привело к существенному росту потребности в прокатной продукции. Стоит отметить, что для изготовления первых рельс был использован чугун, однако в начале ХІХ века англичане в качестве основного сырья для производства рельс стали применять железо. Появление первого прокатного стана датируется 1828 годом. Он был предназначен исключительно для прокатки рельсов, изготовленных из пудлингового железа. На тот момент рельсы являлись основным продуктом прокатного производства. Однако, за исключением рельсов, также была необходимость в производстве различных деталей для паровозов, броню для развития флота, где происходила замена деревянных кораблей металлическими бронированными. Русский механик В.С. Пятов в 1859 году сконструировал первый прокатный стан для брони. До этого момента броневые листы производились путем сковывания друг с другом более тонких листов. Стоит отметить, что станы представляли собой достаточно примитивную конструкцию. Вращение валков обеспечивало водяное колесо, которое позже было заменено паровой машиной. Горячий металл к стану и от него перемещался рабочими вручную.

Однако, исторические источники свидетельствуют о появлении первого прокатного стана еще в конце XVI века. Его автором был Леонардо да Винчи. Данный стан имел деревянные валки.

Изначально существовали дуо- и трио-станы. Прокатка металла в дуо-станах осуществлялась после нагревания в специальных печах до высоких температур стальных слитков, которые подавались во вращающиеся валки. В таких станах вращение осуществлялось двух валков – как верхнего, так и нижнего. С помощью силы трения металл затягивался в щель, что достигалось путем вращения валков в разные стороны. Однако, такие станы не позволяли прокатать толстую болванку в тонкий лист за один раз, в связи с чем приходилось «вхолостую» передавать прошедшую через валик полосу, через верхний валок. Слиток подавался сначала на крупный калибр, которые с каждым прокатом уменьшали.

Трио-станы позволили существенно повысить производительность, поскольку имели в своей конструкции три валка, вместо привычных двух. С появлением данных станов отпала необходимость «холостой» передачи полосы обратно, так ее стали пропускать в обратную сторону между средним валком и верхним, для чего в цехах устанавливался так называемый «подъемный стол». Он представлял собой платформу, куда попадала болванка после выхода через нижний и средний валки. Также был специальный рабочий, который управлял данным подъемным столом.

На сегодняшний день из металла изготавливается просто колоссальное количество разнообразный предметов, без которых достаточно сложно представить жизнь современного человека (например, автомобили). Кроме этого, металл используется практически в каждой промышленной отрасли – машиностроение, судостроение, строительная сфера, автомобилестроение и многое другое. В связи с этим прокатный стал является незаменимым оборудованием не только для металлургических предприятий, но и для многих других. Это связано с тем, что для превращение металлической руды в металлопрокат нужной марки, следует  исполнить множество главных и второстепенных операций, каждая из которых выполняется на спецоборудовании. Поэтому, основным  и незаменимым оборудованием на многих предприятиях, а не только металлургических, является прокатный стан, который берет на себя основное количество работ.

Классификация прокатных станов

В связи с тем, что после прохождения определенных последовательных операций на прокатном стане металлическая заготовка становится сортовым прокатом, который имеет совершенно конкретные геометрические параметры. В связи с этим, существует несколько типов прокатных станов.

По сортаменту продукции станы классифицируются следующим образом:

• заготовочные;
• листовые и полосовые;
• сортовые (балочные и проволочные);
• трубопрокатные;
• деталепрокатные (бандажи, колеса, осы и др.).

В зависимости от технологического процесса станы подразделяются на следующие типы:

• литейно-прокатные;
• обжимные;
• реверсивные одноклетевые;
• тандемы;
• многоклетевые;
• непрерывные;
• холодной прокатки.

Устройство прокатного стана

Оборудование прокатного стана состоит из трех главных элементов: рабочих клетей, передаточных устройств, приводных электродвигателей. Валки, которые служат для перемещения листового или профильного металла, являются составными частями рабочих клетей. Кроме этого, конструкция прокатного стана также состоит из установочных механизмов, станин, плитовин, а также проводки. С помощью электродвигателей высоких мощностей приводятся в движение все рабочие части конструкции прокатного стана. Стоит отметить, что соединение электродвигателей с рабочими частями прокатного стана осуществляется с помощью элементов передаточного устройства: муфт, шпинделей и шестерен.

Прокатные станы заготовочного и обжимного типа характеризуются, главным образом, диаметром рабочего валка. В том случае, когда в процессе обработки заготовки необходимо применить одновременно несколько рабочих клетей, то данной характеристикой будет служить диаметр финишного валка, то есть того, на котором осуществляется самая последняя, завершающая операция.

Мощный прокатный стан

Блюминг представляет собой большой, достаточно тяжелый обжимной стан, на котором обжимаются стальные слитки большого поперечного сечения в полупродукты металлургического производства (блюмы), представляющие собой стальную заготовку квадратного сечения, которая получается из слитков путем прокатки на обжимном стане, после чего отправляется на дальнейший передел на чистовые станы. Для блюмингов, как правило, характерной особенностью является диаметр прокатных валков. Обычно они представляют собой дуо-станы, реже – трио-станы. Основным значением блюминга является то, что характеристикой современных мартенов является достаточно большой тоннаж, который делает отливку слитков малых размеров из таких печей крайне затратной и практически технически невозможной или же очень затрудненной.

В технологический процесс прокатки в блюминговом цехе входят следующие этапы:

• доставка горячих слитков из сталеплавильного цеха к нагревательным колодцам путем железнодорожных платформ;
• подогрев слитков в вертикальном положении в колодцах до 1100⁰С – 1300⁰С;
• подача каждого отдельного слитка на слитковозе к приемному рольгангу блюминга;
• взвешивание слитка, а также его подача по рольгангу к валкам блюминга;
• прокатка в 11 – 19 подходов с обжатием 40 – 120 мм за проход и промежуточными кантовками на 90⁰.

Полоса попадает на заготовочные станы после того, как с нее срезаются два конца – передний и задний. Как правило, полоса разрезается на отдельные блюмы или слябы, которые передаются на холодильник с помощью рольгангов, а после этого – на склад. На выходе получается 85 – 90% массы слитков. Благодаря блюмингу стало возможным разливать сталь в крупные слитки, что существенно отражается на качестве готового проката в лучшую сторону.