им. С. Торайгырова

Методические указания по изучению дисциплины

Павлодар

Декан ФММиТ

_____________ Т.Т. Токтаганов

«___»_________20___г

Составитель: доцент , к.т.н Богомолов А.В.
Кафедра металлургии
Методические указания

по изучению дисциплины

050724 «Технологические машины и оборудование»

«_____»______________200__г., протокол №__

(подпись)

Председатель УМС_________________ Ж.Е. Ахметов

1 Программа дисциплины 5

2 Контрольные задания 11

3 Контрольные вопросы 13

Литература 16

Введение
Цель преподавания дисциплины -научить студентов разработке наиболее эффективных технологических процессов производства проката путем изучения основ технологии производства проката, принципа выбора схем прокатки, оборудования, режимов обработки и методов расчета параметров процесса, а также закономерностей формирования качества проката.

Задачи изучения дисциплины - дать студентам практические навыки выбирать режимы и рассчитывать параметры процессов прокатки. Ознакомить их современным прогрессивным методам получения качественного металла, выявлению причин появления дефектов и способам их устранения.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

• 
  технологию производства проката и основные виды оборудования;
  
• 
  современные прогрессивные методы получения качественного металла проката;
  
• 
  причины возникновения дефектов в металле проката и аварийных ситуаций при прокатке;
  
• 
  методы контроля и управления качеством проката.
  

• 
  посещение лекционных, практических занятий и СРСП;
  
• 
  проработку дополнительных тем, не вошедших в лекционный материал;
  
• 
  проработку пройденного лекционного материала по конспекту лекций, учебникам и пособиям;
  
• 
  подготовку к защите практических работ;
  
• 
  подготовку к рубежному контролю;
  
• 
  подготовку к экзамену.
  

Теоретические основы процесса прокатки. Основные положения, уравнения и принципы процесса прокатки. Разновидности процесса прокатки. Основные необходимые для процесса прокатки оборудования. Тип и вид процесса прокатки.

Государственная система стандартизации продукции прокатного производства, категории и виды стандартов. Сортамент прокатных изделий в черной металлургии, структура и формирование сортамента, освоение новых профилей проката. Специализация прокатных станов и их классификация. Специализация металлургических заводов.

Классификация сталей по химическому составу, качеству, назначению и способу выплавки.

Схема производства и структура металлургического завода. Технологическая схема производства различных видов проката.

Технологический цикл производства в прокатном цехе. Общая характеристика технологических операций. Схема управления производством на металлургическом заводе. Техника безопасности и охрана труда в прокатном производстве.
Тема 3. Основные положения калибровки валков.

Определение и задачи калибровки валков. Элементы калибра (зазор, выпуск, радиусы закругления и др.). Открытые и закрытые калибры. Заполнение калибра и простор на уширение. Нейтральная линия и катающий диаметр, способы определения. Размещение калибров на валках. Верхнее и нижнее давление, назначение и схема установки выводной привалковой арматуры.

Виды и конструкция калибров. Геометрические соотношения в калибрах. Аналитическая характеристика формы калибра, коэффициент формы.

Понятие о паре калибров. Параметры калибровки: смещенные площади обжатия и уширения, осевое, среднее и максимальное обжатие, углы захвата. Неравномерность распределения обжатий по ширине калибра, графическая и аналитическая характеристика. Понятие и факторы влияющие на устойчивость полосы в калибре.

Калибровка валков прокатного стана и классификация калибров по назначению. Общая и средняя вытяжки калибровки, средняя вытяжка в паре калибров. Регулирование размеров прокатываемой полосы изменением зазора. Понятие универсальности калибра и калибровки валков.

Вытяжные системы калибров, характеристика и область применения.

Тема 4. Технологический процесс производства проката простых профилей.

Исходные материалы и подготовка их к прокатке. Способы нагрева исходных материалов и краткая характеристика нагревательных устройств, применяемых в прокатном производстве. Мероприятия по охране труда и окружающей среды.

Режимы нагрева исходных материалов для прокатки. Явления, связанные с нагревом металла до высоких температур: изменение структуры физико-механических свойств, окалинообразование, обезуглероживание, перегрев, пережог. Технические мероприятия, уменьшающие угар и обезуглероживание металла. Факторы, определяющие выбор температуры и скорости нагрева, продолжительность выдержки при заданной температуре. Периоды нагрева. Дефекты металла при нагреве. Технико-экономические показатели нагрева.

Технологические режимы прокатки. Деформационные, скоростные, температурные, энергосиловые параметры процесса и факторы, определяющие их выбор. Охлаждение металла после прокатки их режимы и охлаждающие средства. Термомеханическая обработка. Дефекты металла при охлаждений.

Технологические схемы производства полупродукта. Блюмы, слябы и заготовки – технические требования стандартов. Слиток: форма, масса, размеры и особенности строения.

Станы для прокатки блюмов и слябов. Расположение и краткая характеристика оборудования блюмингов и слябингов. Многоклетьевые блюминги.

Технология производства полупродукта на литейно-прокатных агрегатах.

Подготовка слитков к прокатке. Краткая характеристика современных нагревательных устройств для нагрева слитков. Посадка слитков горячего и холодного всада в ячейки нагревательных колодцев.

Нагрев слитков. Классификация сталей по группам нагрева. Режимы нагрева. Выдача нагретых слитков для прокатки.

Калибровка валков блюминга. Методика расчета схемы прокатки (режима обжатий) и конструирования калибров. Особенности расчета режима обжатий при прокатке слябов.

Технология прокатки (скоростной и температурный режимы), зачистка металла в технологическом потоке на МОЗ, порезка и охлаждение блюмов и слябов. Многослитковая прокатка. Технико-экономические показатели.

Расположение и краткая характеристика оборудования станов для производства заготовок. Технология производства. Технико-экономические показатели.
Тема 6. Производство крупносортного, среднесортного и мелкосортного проката и катанки.

Сортамент крупносортного проката. Станы для производства крупносортных профилей, расположение и характеристика оборудования. Особенности технологического процесса. Технико-экономические показатели.

Сортамент среднесортных профилей. Станы для производства среднесортных профилей, расположение оборудования и краткая его характеристика.

Особенности технологии нагрева, прокатки и охлаждения при производстве среднесортных профилей. Характеристика калибровок валков крупносортных и среднесортных станов. Технико-экономические показатели производства.

Характеристика сортамента мелкосортной стали, технические требования стандартов. Прокатные станы и технология производства мелкосортной стали. Технико-экономические показатели.

Прокатные станы и технология производства катанки и штрипсов. Технико-экономические показатели.

Особенности технологии производства и влияние технологических факторов на качество мелкосортной стали, штрипсов и катанки. Характеристика калибровки валков мелкосортных и проволочных станов.

Особенности технологии прокатки в многовалковых блоках клетей. Технология и оборудование для охлаждения мелкосортной стали и катанки. Современные направления в развитии производства мелкосортной стали и катанки.

Особенности технологии и оборудования прокатных станов для прокатки широкого легированного марочного и профильного сортамента. Охрана труда и окружающей среды при производстве сортовой стали.
Тема 7. Характеристика качества и дефекты проката. Управление качеством и отделка сортового проката.

Классификация характеристик качества (механические свойства, макро- и микроструктура, состояние поверхности, точность геометрических размеров, отклонение формы и др.) и дефектов проката.

Точность проката. Критерии, характеризующие точность проката и статические оценки точности. Влияние технологических факторов прокатки на точность геометрических размеров. Коэффициент выравнивания.

Общая характеристика организационных, экономических, технических и воспитательных мероприятий, направленных на управление качеством продукции. Система аттестации качества. Технологическая схема контроля качества в прокатных цехах. Система идентификации продукции.

Методы контроля качества и выявления дефектов. Неразрушающие методы контроля. Автоматизация операционного контроля. Стандарты методов испытаний.

Системы автоматизированного управления технологическим процессом (АСУТП) на прокатных станах: принципы построения, задачи и структура. Характеристика технических средств автоматизации.

Общая характеристика и структура математического обеспечения АСУТП.

Характеристика технологического цикла отделки и отделочных операций. Подготовка металла к контролю и зачистке. Травление металла, технология и характеристика оборудования. Удаление окалины с поверхности металла механическими способами (дробеструйная обработка, иглофрезерование) и шлифованием (светление). Правка проката: назначение, устройства и технология. Резка проката при отделке (назначение и устройства).

Удаление дефектов с поверхности проката. Технология и оборудование для зачистки металла различными методами: огневая, на металлорежущих станках, абразивная, термофрезерование.

Отделка и контроль качества проката на поточных линиях. Охрана труда и окружающей среды.

Маркировка, упаковка, складирование проката (требования стандартов, технология и оборудование). Новые направления в отделке и контроле качества прокатной продукции.

Тема 8. Общие вопросы производства листовой стали. Исходные материалы и подготовка их к горячей прокатке листовых сталей.

Области применения листовой стали, виды изделий из нее и требования к ним. Классификация листовых сталей по назначению. Сортамент. Требования к листовым сталям. Прогресс в использовании листовых сталей.

Качество листовой стали, составляющие качества (размеры, форма, состояние поверхности полосы, физико-механические свойства, структура металла), показатели качества. ГОСТы и ТУ на листовую сталь. Динамика качества. Технологические режимы и параметры производства листовой стали.

Основные закономерности формирования размеров и формы при прокатке листовой стали. Основные закономерности формирования поверхности, физико-механических свойств и структуры металла при прокатке листовой стали. Предупреждение дефектов.

Схемы производства листовой стали, краткая характеристика операций. Основные принципы выбора схемы прокатки листовой стали. Структура цехов для производства листовой стали. Принципы выбора оборудования листопрокатных цехов.

Исходные материалы (заготовки) для производства горячекатаной листовой стали (слитки, слябы, сутунки), их параметры и требования к ним. Особенности строения литых (слитки, слябы) и деформированных (слябы, сутунки) заготовок различных сталей, влияние на качество проката. Подготовка исходных материалов к горячей прокатке, операции подготовки, их параметры.

Методы выбора и расчета параметров исходных материалов для горячей прокатки листовой стали.

Назначение и особенности требований к нагреву заготовок для горячей прокатки различных листовых сталей. Параметры и режимы нагрева. Обоснование выбора параметров нагрева различных листовых сталей. Влияние на качество проката. Дефекты нагрева и меры их предупреждения.

Требования к нагревательным устройствам, принципы выбора типа устройств для нагрева заготовок листовых сталей. Отделения нагрева заготовок листопрокатных цехов. Охрана труда и окружающей среды при нагреве заготовок листовых сталей.

Тема 9. Технологические процессы производства холоднокатаной листовой стали.

Исходные материалы и подготовка их к холодной прокатке. Способы и схемы холодной прокатки листовой стали. Параметры станов. Выбор типа стана для холодной прокатки листовой стали.

Режимы холодной прокатки листовой стали. Особенности выбора параметров деформированного, скоростного и температурного режимов и режима межклетевых натяжений при холодной прокатке различных листовых сталей. Взаимосвязь режимов холодной прокатки и её влияние на качество проката. Предупреждение дефектов при холодной прокатке листовых сталей.

Термическая обработка холоднокатаной листовой стали. Выбор параметров ТО. Атмосферы отжига, Влияние ТО на качество холоднокатаной листовой стали. Устройства для ТО холоднокатаной листовой стали.

Дрессировка холоднокатаной листовой стали, обоснование и выбор параметров дрессировки, и её влияние на качество холоднокатаного листа.

Особенности отделки холоднокатаной листовой стали. Способы отделки. Производство листовой стали с покрытиями. Технико-экономические показатели производства холоднокатаной листовой стали. Охрана труда и окружающей среды при производстве холоднокатаной листовой стали.

Области применения и требования к горячедеформированным трубам. Сортамент. Прокатка труб на автоматических и непрерывных станах. Прокатка труб на пилигримовых и трехвалковых станах. Прессование труб. Перспективы развития производства бесшовных труб.

Назначение и требования к холоднодеформированным трубам. Сортамент. Основные операции холодной прокатки труб. Холодная и теплая прокатка труб на валковых роликовых станах. Основные отделочные операции в трубопрокатном производстве.

Области применения и требования к сварным трубам. Сортамент. Производство труб печной сваркой, контактной электросваркой, индукционной и радиочастотной сваркой. Основные отделочные операции.

• 
  изучить темы лекций по конспектам лекций и книгам;
  
• 
  выполнить и защитить СРСП;
  
• 
  выполнить практические работы;
  
• 
  сдать рубежный контроль №1 и №2;
  
• 
  сдать экзамен.
  

1. 
   Давление при прокатке и усилие на валки.
   

2. 
   Основные типы прокатных станов.
   

3. 
   Производство горячекатаного листового проката.
   

4. 
   Производство холоднокатаного листового проката.
   

1. 
   Чем отличаются заводы с полным металлургическим циклом от передельных?
   
2. 
   Как организуются текущий и капитальный ремонты?
   
3. 
   Укажите схему компоновки оборудования трубозаготовочного стана.
   
4. 
   Какой специализации бывают металлургические пред­приятия?
   
5. 
   В каких цехах устанавливаются агрегаты термической обработки проката?
   
6. 
   Какие основные виды контроля осуществляются в прокатных цехах?
   
7. 
   По каким признакам классифицируют прокатные станы?
   
8. 
   Какие операции осуществляются на поточных линиях отделки проката?
   
9. 
   Дайте перечень необходимого основного и вспомога­тельного оборудования сортопрокатных цехов.
   
10. 
    Какое расположение клетей в прокатных станах явля­ется наиболее совершенным?
    
11. 
    Какие конструкции механизмов применяют для сматы­вания и разматывания металла?
    
12. 
    Сущность прокатки бесшовных труб и сопутствующие параметры раскладки сил прокатки валков и заготовки.
    
13. 
    Какой вид проката производится с применением уни­версальных клетей?
    
14. 
    Что такое дрессировка, как она осуществляется?
    
15. 
    При прокатке каких профилей применяются универсаль­ные клети?
    
16. 
    Что такое сортамент прокатной продукции?
    
17. 
    Назовите способы правки металла и предназначенные для этих способов агрегаты.
    
18. 
    Что такое сертификат и сертификация?
    
19. 
    Перечислите профили проката, относящиеся к простым, фасонным профилям и профилям специального назначения.
    
20. 
    При помощи каких механизмов осуществляется порезка металла?
    
21. 
    В чем заключается технологический процесс прокатки на сортопрокатных станах?
    
22. 
    Какие технологические схемы производства проката используются на металлургических предприятиях?
    
23. 
    С помощью каких механизмов осуществляется транс­портировка металла в прокатных цехах?
    
24. 
    Какие современные новые технологические процессы внедряются на сортопрокатных станах?
    
25. 
    Основные технологические операции прокатного производства?
    
26. 
    Какое оборудование входит в состав поточных техно­логических линий?
    
27. 
    На каких агрегатах производится катанка?
    
28. 
    По каким признакам классифицируют стали и сплавы?
    
29. 
    Как устанавливаются прокатные валки в вертикальной плоскости и по оси?
    
30. 
    Что является центральной частью системы качества?
    
31. 
    Что представляет собой исходный металл в прокатных цехах?
    
32. 
    Какие подшипники используются в прокатных станах?
    
33. 
    Чем отличается управление качеством от контроля качества?
    
34. 
    В чем заключается подготовка исходного металла к прокатке?
    
35. 
    Назовите способы перевалки валков.
    
36. 
    Что такое вытяжные схемы калибровок валков?
    
37. 
    Какими нежелательными процессами сопровождается нагрев металла?
    
38. 
    Что такое калибровка валков?
    
39. 
    Определите понятие метрологии.
    
40. 
    Какие нагревательные устройства применяют в прокат­ных цехах?
    
41. 
    Как осуществляется профилировка валков с гладкой бочкой?
    
42. 
    Какие основные дефекты сортопродукции Вы знаете?
    
43. 
    С какой целью используют в прокатных цехах охлажде­ние проката?
    
44. 
    В каких случаях применяют стальные и чугунные валки?
    
45. 
    Какие схемы калибровок валков используются для про­катки простых и фасонных профилей?
    
46. 
    Перечислите отделочные операции, применяемые в про­катных цехах.
    
47. 
    По каким признакам классифицируют прокатные валки?
    
48. 
    Какие виды окончательных испытаний готовой продукции применяются на металлургических предприятиях?
    
49. 
    Что называется прокатным станом?
    
50. 
    Чем отличаются заводы с полным металлургическим циклом от передельных?
    
51. 
    Перечислите методы контроля качества прокатной продукции.
    
52. 
    Чем отличаются станины открытого типа от станин закрытого типа?
    
53. 
    Как организуются текущий и капитальный ремонты?
    
54. 
    Что такое стандартизация?
    
55. 
    Как осуществляется передача вращения от электро­двигателей валкам?
    
56. 
    По каким признакам классифицируют прокатные станы?
    
57. 
    Укажите схему компоновки оборудования участка с трубопрокатными агрегатами и автоматическими станами.
    
58. 
    Перечислите основные элементы рабочих клетей.
    
59. 
    Какие операции осуществляются на поточных линиях отделки проката?
    
60. 
    Какие стандарты применяются на отечественных предприятиях?
    
61. 
    В чем заключаются задачи обжимных станов?
    
62. 
    Технология изготовления сварных труб.
    
63. 
    Назовите параметры исходного металла для сортопро­катных станов и их сортамент.
    
64. 
    Укажите схемы расположения оборудования обжимных станов.
    
65. 
    Технологическая схема производства электросварных труб под слоем флюса.
    
66. 
    Каковы основные дефекты слитков, блюмов, слябов и заготовок?
    
67. 
    Назовите способы производства заготовок на метал­лургических предприятиях.
    
68. 
    Технология производства труб на ТПУ с пилигримовым станом.
    
69. 
    Перечислите основные показатели качества прокатной продукции.
    
70. 
    Какие калибры используются при прокатке блюмов и заготовок?
    
71. 
    Технологическая схема производства труб на ТПУ с пилигримовым станом.
    
72. 
    Какие задачи ставятся перед приемочным контролем?
    
73. 
    Что такое «горячий посад» слитков?
    
74. 
    Технология производства труб на ТПУ с автоматическим станом.
    
75. 
    По какому признаку подразделяются сортопрокатные станы?
    
76. 
    Как ведется расчет калибровки валков на обжимных и заготовочных станах?
    
77. 
    Технологическая схема производства труб на ТПУ с автоматическим станом.
    
78. 
    Схема прокатки трубы на автоматическом стане и основные элементы рабочей клети.
    

2. Технология прокатного производства. В 2 – х книгах . Кн. 2. Справочник: Беняковский М.А., Богоявленский К.Н., Виткин А.И. и др. М. Металлургия, 1991 г., 423 с.

3 Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3 – х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов/ Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Металлургия, 1988. 680 с.

4. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. Королев А.А. Изл-во «Металлургия», 1969, 464 с.

5. Машиностроение. Энциклопедия в 40 томах. Том IV-5 Машины и агрегаты металлургического производства. – М.: Машиностроение, 2004 – 912 с.

6 Прокатное производство. П.И. Полухин, И.М. Федосов, А.А. Ко-

ролев, Ю.М. Матвеев. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1982. – 696 с.

7 Чекмарев А.П., Мутьев В.С., Машковцев Р.А. Калибровка прокат-

ных валков. – М.: Металлургия, 1971. – 508 с.

8. Жадан В.Т., Осадчий А.Н., Стеценко Н.В. Отделка и термическая обработка сортового проката. – М.: Металлургия, 1978. – 192 с.

9 Коновалов Ю.В., Остапенко А.П., Понамарев В.И. Расчет пара-метров листовой прокатки: Справочник. – М.: Металлургия, 1986. – 430 с.

10. Давильбеков Н.Х. Оборудование прокатных цехов (Учебник). – Алматы: КазНТУ, 2002. – 243 с.