Современное состояние и перспективы развития цеха .

В последнее время особенностью развития прокатного производства является преимущественный рост листового проката. Так для листового проката в общем выпуске готового проката составила в 70-ые годы 35%, в 1980 – около 42%, а в 1989 – около 46%.

Чтобы поддерживать производство высококачественной листовой стали предприятия заключают больше контрактов с зарубежными компаниями, которые, в свою очередь, требуют высокого качества товара. Поэтому, несмотря на снижение производства листового проката, его качество продолжает улучшаться. Преимущественное развитие листопрокатного производства имеет место почти во всех крупных, развитых в промышленном отношении странах. Это объясняется тем, что из листового проката изготовляют большое количество относительно легких сварных и штампованных конструкций, применяемых в общем и транспортном машиностроении, строительстве и других металлоемких отраслях промышленности. Применение листового проката в конструкциях приводит к уменьшению их массы на 30-50% и на 20-25% по сравнению с теми же конструкциями, выполненными из отливок сортового проката.

По мере разработки и освоения технологии производства гнутых профилей из горячекатаного листового проката, становится возможным замены большинства профилей сортовой стали гнутыми профилями.

В связи с указанными преимуществами производство листового проката в нашей стране опережает производство сортового проката, стальных отливок и бесшовных труб.

В настоящее время 90% горячекатаной листовой стали производится на непрерывных и полу непрерывных широкополосовых станах (НШПС и ПНШС), что объясняется более высокими технико-экономическими показателями работы этих станов по сравнению со станами других типов. Рулоннолистовая сталь, полученная на НШПС, обычно на 7-10% дешевле такой же стали, прикатанной на толстолистовых станах полистным способом. В нашей стране установлено 12 непрерывных и полу непрерывных широкополосовых станов, в том числе в Магнитогорске на АО ММК.

Горячекатаный листовой прокат поставляется потребителями по ГОСТам и техническими условиями (ТУ). В низ указываются требования к прокату по размерам, химическому составу, механическим свойствам, внешнему виду, микроструктуре, качеству отделки и др.

Качество листового проката оценивается по: точности прокатки (повышенной – А и нормальной – Б); плотности (особо высокой – ПО, высокой – ПВ, улучшенной – ПУ и нормальной – ПН); по характеру кромки (с необрезанной кромкой – НО и с обрезанной – О); по размерам.

Для стали, поставляемой в рулонах, указывается также требования по серповидности, телескопичности рулона, внутреннему диаметру. В ГОСТ82-70 дан сортамент и изложены требования к широкополосовой стали.

Качество и назначение горячекатаной листовой стали даны в ГОСТ 380-81, ГОСТ 16523-80 и 1530-80, ГОСТ1050-84 – устанавливает химический состав стали, ГОСТ 19282-83 распространяется более, чем на 30 марок низколегированной стали, прокатываемой на толстолистовых и непрерывных станах.

В России есть тенденции к разработке новых видов марок сталей, работающих при более жестких условиях. Освоена технология производства малоперлитных сталей и других, применяемых для сварных труб, работающих в условиях низких температур.

1.Краткий анализ технологического процесса и основного оборудования цеха.

Широкополосный стан горячей прокатки 2000 состоит из участка загрузки, участка нагревательных печей, клетей черновой и чистовой групп с промежуточным рольгангом между ними, а также уборочной линии стана.

Участок загрузки состоит из склада слябов и загрузочного рольганга, тех подъемных столов со сталкивателями, передаточных тележек и двух весов.

Участок нагревательных печей состоит собственно из трех нагревательных методических печей, загрузочного рольганга перед каждой печью, приемного рольганга после печей, сталкивателей слябов против печей, приемников слябов из печей.

Черновая группа клетей состоит из вертикального окалиноломателя, горизонтальной клети «дуо», пяти универсальных клетей «квадро», включая три последние, объединенные в непрерывную подгруппу.)

Промежуточный рольганг оснащен тепловыми экранами типа ЭНКОПАНЕЛЬ и устройствами разделки недокатов.

Чистовая группа стана включает летучие ножницы, чистовой роликовый окалиноломатель, семь клетей «квадро» (7-13), оснащенных гидронажимными устройствами. Все межклетевые промежутки оснащены устройствами ускоренного охлаждения прокатываемых полос.

Уборочная линия включает два участка моталок так, что на каждом из участков имеется группа моталок (по 3 в каждой группе), отводящей рольганг с двумя душирующими устройствами перед каждой из групп, а также тележки съемников, кантователи, приемники и транспортирующие конвейеры рулонов с подъемно-поворотными столами, а также двумя весами, двумя рулоновязательными машинами и двумя маркировщиками рулонов.

Нагрев слябов до температуры прокатки производится в печах с шагающими балками. Подача слябов к печам осуществляется по транспортно-отделочной линии непосредственно на загрузочный рольганг у печей, а также при помощи загрузочных устройств. Укладка слябов на тележки производится мостовыми кранами, оборудованными клещевыми захватами. Максимальная масса стопы слябов 130 т.

В случае горячей садки для более продолжительного сохранения температуры слябов стопа слябов накрывается специальными копильниками в виде теплоизолированных не отапливаемых кожухов. Слябы отбракованные на дефекте у МИЛЗ, подвергаются зачистке и далее направляются к загрузочным устройствам у печей.

Стопа слябов транспортируется краном к подъемно-опускающемуся столу, передается на стол, и далее слябы по одному сталкиваются на загрузочный рольганг.

Рольгангами слябы транспортируются к встроенным в зоне рольганга весам, взвешиваются и транспортируются далее к одной из печей с шагающими балками. В зависимости от длины, слябы загружаются в печи в один, в два ряда и в разбежку. Положение слябов относительно оси печи перед их задачей в печь определяется посредством фотодатчиков на рольганге у печи.

Температура нагрева слябов 1200-1250° в зависимости от марки стали. Нагретые до температуры прокатки, слябы по одному выдаются из печей и плавно без удара укладываются на приемный рольганг при помощи приемника слябов.

Выданные из печи слябы транспортируются приемным рольгангом к черновой группе клетей. В черновой группе сляб последовательно прокатывается в вертикальной клети, в клети «дуо» и в пяти универсальных клетях «квадро». Перед каждой отдельно стоящей клетью, а также перед трехклетьевой группой, подкат центрируется по оси прокатки с помощью направляющих линеек. Удалить окалины в черновой группе предусматривается водой высокого давления (≈ 14, 0 МПа на коллекторах) с помощью установок гидросбива. В зависимости от сечения прокатываемых полос толщина подката после черновой группы составляет 26-50 мм.

После прокатки в черновой группе подкат транспортируется промежуточным рольгангом к чистовой группе клетей, скорость перемещения подката по рольгангу равна скорости выхода его из последней клети непрерывной черновой подгруппы.

Промежуточный рольганг оборудован сбрасывателем реечного типа для быстрого удаления в карман с линии стана подката, имеющего температуру ниже допустимой. Кроме того, на промежуточном рольганге установлены теплоотражающие экраны (энкопанели) для уменьшения потерь тепла подката на участке между черновой и чистовой группами клетей, а также для некоторого выравнивания температур головной и хвостовой части подката. Верхние экраны имеют возможность откидываться, а нижние экраны установлены между роликами рольганга стационарно. Окончательная прокатка полос до заданной толщины производится в клетях чистовой группы, где полоса находится одновременно во всех клетях.

На входе в чистовую группу перед летучими ножницами, оборудованными центрирующими линейками, подкат тормозится до скоростей, при которых возможна работа ножниц; центрируется на рольганге по оси прокатки и далее задается в ножницы для обрезки переднего и заднего концов. Причем рез переднего конца раската – шеврон со скрученной вершиной, а заднего – прямой. Обрезки от летучих ножниц убираются в короб, установленный на приводной тележке ниже уровня пола, который транспортируется в отдельный пролет здания цеха для последующей передачи обрезки в железнодорожный вагон. Две тележки работают по переменно.

По выходу из ножниц подкат подвергается сбиву вторичной окалины на установке для гидросбива окалин, скорость его опять снижается и далее подкат задается для дальнейшей прокатки в непрерывную чистовую группу на скорости, соответствующей скорости прокатки в первой клети согласно принятой схеме прокатки. Для центрирования полосы относительно оси прокатки чистовые клети оснащены валковой арматурой.

С целью недопущения образования большой петли, полосы между петлями установлены петледержатели с безредукторными электрическими

приводами.

Перед задней полосы в последующую клеть рычаг петлеобразователя с роликом установлен горизонтально, выполняя функцию проволоки, а после захвата полосы валками проворачивается на некоторый (допустимый) угол, обеспечивая минимальное натяжение полосы.

В межклетьевых промежутках чистовой группы клетей размещены также установки межклетьевого охлаждения полосы ламинарного типа.

После выхода переднего конца полосы из последней чистовой клети полоса на заправочной скорости (до 12 м/с) направляется по отводящему рольгангу на одну из моталок для сматывания в рулон. Для некоторых схем прокатки предусмотрена возможность торможения полосы до заправочной скорости (по сигналу от АСУ) при подходе к соответствующей моталке.

Центрирование полосы на рольганге производится автоматически во время движения, благодаря расположению роликов отводящего рольганга с переносам в горизонтальной и вертикальной плоскости при минимально возможном шаге для принятого диаметра роликов. Привод роликов рольганга индивидуальный.

Контроль толщины и ширины прокатной полосы осуществляется соответственно двумя рентгеновскими измерителями толщины (один из которых в работе, а другой – резервный) и измерители ширины, которые установлены за последней клетью чистовой группы. Температура конца прокатки и смотки должна находиться в соответствии с техническим процессом.

За чистовыми клетями установлены две группы моталок. В первой сматываются в рулон тонкие полосы толщиной 1, 2 – 4 мм, во второй - более толстые от 2 до 16 мм, что важно для обеспечения необходимой температуры смотки. Перед первыми моталками (№1 и 4) каждой группы на отводящем рольганге установлены направляющие линейки с реечным механизмом установки. Для лучшего центрирования полосы на рольганге линейки выполнены достаточно длинными, а их входная часть расположена небольшим углом, увеличивающимся в сторону захода металла между линейками. Раствор линеек устанавливается на 100-120 мм больше номинальной ширины полосы.

Перед поступлением полосы в моталку пневмолинейки разведены и настроены винтовым механизмом установки на раствор, который на 10-20 мм меньше суммы номинальной ширины полосы и двух ходом пневмолинейки. После захвата полосы роликами пневмоцилиндры сводят линейки, которые с постоянным усилием центрируют полосу в течении всего процесса смотки. После окончания смотки линейки возвращаются в исходное положение.

После захвата полосы тянущими роликами и заправки переднего конца полосы моталкой дальнейшая прокатка ведется с ускорением до 0, 5 м/с² при максимально возможном темпе ускорения 1 м/с².

Перед каждой группой моталок соответственно на отводящем рольганге №1 и №2 расположены системы охлаждения полосы ламинарного типа. Охлаждение полосы производится сверху и снизу. Кроме того, в систему входит и охлаждение роликов рольганга. Охлаждение полосы сверху осуществляется ламинарными струями. Охлаждение полосы снизу и охлаждение роликов осуществляется через отверстия коллекторов,

расположенных внизу между роликами рольганга. Рекомендуемая скорость охлаждения полос из углеродистых и низкоуглеродистых сталей на отводящем рольганге не более 40°С/с.

После захвата полосы моталкой смотка тонких полос обычно ведется с натяжением без участия формирующих роликов, а толстые полосы сматываются при постоянном поджатии со стороны формирующих роликов. После смотки полосы в рулон остановка барабана моталки производится в положении, которые исключают отвисание заднего конца полосы на рулоне.

Далее, после освобождения рулона в результате сжатия барабана моталки, рулоны передаются тележкой-съемником на контаватель и рулон укладывается в вертикальном положении на передаточную тележку. Тележка перевозит рулон к конвейеру.

Конвейеры рулонов №1 и №2 перемещают рулон от соответствующих групп моталок к подъемно-поворотному столу, установленному на некотором расстоянии перед моталками для толстой полосы. По ходу транспортировки рулоны обвязываются, взвешиваются и маркируются.

Подъемно-поворотным столом рулоны передаются в перпендикулярном направлении на конвейер №3 для последующей передачи на склад готовых горячекатаных рулонов.

Каждая из линий разгрузки расположена в отдельном пролете здания цеха стана 2000 г.п. и в каждой из этих пролетов проведены железнодорожные пути для подачи железнодорожных вагонов под погрузку готовой продукции.

8.Охрана труда в прокатном производстве

Условия труда в прокатных цехах характеризуются наличием вредных факторов, таких как запылённость, загазованность, теплоизлучение и шум.

В прокатных цехах многие основные и вспомогательные технологические операции сопровождаются выделением значительного количества пыли. Как показали исследования, пыль прокатных цехов состоит в основном из окислов железа с примесью других веществ: окиси кремния, марганца и в отдельных случаях легирующих элементов. Содержание различных элементов в пыли пропорционально химическому составу прокатываемой стали.

Размер частиц пыли в прокатном цехе колеблется в широких пределах. Крупные фракции быстро оседают, а мелкие – длительное время находятся в воздухе.

Наиболее высокое содержание пыли наблюдается в становом пролёте. При отсутствии вентиляции концентрация пыли в воздухе непосредственно у рабочих клетей составляет 187-2420 мг\м. Медецинские наблюдения показали, что лица, постоянно работающие в атмосфере, содержащей взвешенную металлическую пыль, более подвержены заболеванию гриппом, бронхитом, острым катаром верхних дыхательных путей и воспалением лёгких.

Другим вредным фактором, характеризующим санитарно-гигиенические условия труда, является загазованность. Наличие различных газов в атмосфере обусловлено нарушениями технологических режимов, неисправностью и несовершенством оборудования. К основным источникам выделения вредных газов относятся нагревательные устройства, прокатные станы, режущие механизмы и другое технологическое оборудование.

Состав газов в атмосфере на участках нагревательных устройств зависит от типа применяемого топлива и характеризуется следующими компонентами: углекислый газ, окись углерода.

В пролётах прокатных станов, на участках резки и складирования металла, помимо технологических газов, в атмосферу поступает значительное количество газов, образующихся при сгорании смазочных материалов.

В процессе прокатки выделяется значительное количество тепла, излучаемого нагретыми заготовками и оборудованием стана. Так, в производственных помещениях ст. 2000 г.п. тепловая нагрузка составляет в среднем 75-80 кКал/(мч), а на участке нагревательных печей и рабочих клетей удельная тепловая нагрузка равна 150 кКал/(мч) и более. Наличие многочисленных источников теплового излучения требует соблюдения специальных мар по созданию на этих участках нормальных санитарно-гигиенических условий.

Многие технологические операции прокатного производства сопровождаются образованием шумов низкой и высокой частоты. Громкими шумами, уровень которых значительно превышает допустимые санитарные нормы, сопровождается транспортировка металла по рольгангу, прокатка его на стане, сматывание металла на моталках.

Существенное значение имеют метеорологические условия в цехе. Метеоусловия в прокатных цехах определяются температурой, влажностью и подвижностью воздуха. Температура воздуха на горячих участках прокатных цехов значительно превышает оптимальную температуру.

В холодный период года оптимальная относительная влажность воздуха должна составлять 40-60 %, а скорость движения воздуха 0, 3-1, 5 м\с.

Общие меры по обеспечению безопасности при прокатке металла.

Безопасное обслуживание клетей прокатных станов, их вспомогательного оборудования и приспособлений достигается при соблюдении определённых условий. Все части стана и их оборудование должны быть расположены так, чтобы был безопасный доступ для осмотра и их ремонта, а во время работы полностью исключалась бы возможность соприкосновения рабочего с вращающимися частями оборудования.

При эксплуатации прокатных станов возможны следующие виды травм: захватывание частей одежды и конечностей рабочего валками или вращающимися шпинделями и соединительными муфтами; ожоги, а также удары отлетающими осколками прокатываемого металла и окалины.

Во избежании травмирования рабочих вращающимися муфтами и шпинделями все соединительные шпиндели, муфты и коренные валы прокатных станов ограждают с боков решётчатыми или сплошными щитами или кожухами. На высокоскоростных станах, где возникает опасность разрыва соединительных муфт, предохранительные кожуха должны быть очень прочными, чтобы выдерживать удары кусков разорвавшихся муфт. Травмирование рабочих вращающимися муфтами и шпинделями имеет место главным образом после ремонта, когда кожуха ещё не поставлены. Чтобы исключить пуск стана при отсутствии ограждений муфт и шпинделей, устраивают автоблокировку, автоматически отключающих стан.

Между прокатным станом и помещением для двигателей должна быть оборудована надёжно действующая звуковая и световая сигнализация. Пуск в ход и остановка двигателя производятся лишь после получения соответствующего сигнала со стана, при чём о пуске двигателя подаётся строго установленный сигнал, ясно слышимый на всех рабочих местах.

Для перехода людей через главные соединительные валы клетей стана устраивают сплошной мостик вдоль всех клетей со спусками к каждой из них. Переходные мостики устраивают также перед второй черновой клетью, между черновыми клетями, между группами клетей и после последней чистовой клети. Устройство мостиков должно отвечать требованиям правил безопасности в прокатном производстве. Если возникает опасность изгиба раскатов в верх или в стороны, переходные мостики необходимо снабжать со стороны раската прочным предохранительным щитом из листового металла высотой не менее 1, 8 м.

Для обеспечения безопасного передвижения людей по цеху предусматриваются специальные проходы, надёжно защищённые от движущихся раскатов.

Полы необходимо систематически очищать от пыли, окалины и пролитого масла. Запасную валковую арматуру, валки и другое прокатное оборудование необходимо аккуратно складировать на стеллажи в отведённых местах цеха.

Основной мерой безопасности при смене валков и ремонтов стана является правильная организация труда. Смена валков и текущий ремонт стана производят по заранее разработанным графикам с подготовкой необходимого количества исправного инструмента, смазочного и обтирочного материала.

Перед пуском стана мастер или старший вальцовщик выполняет следующие требования:

1. Проверяет весь стан, включая вспомогательное оборудование, так как малейшее упущение при ремонте и сборке стана может привести при пробном пуске к серьёзным авариям и травматизму;

2. Тщательно осматривает и проверяет состояние и наличие всех оградительных и защитных устройств;

3. Проверяет наличие всех рабочих, участвовавших в ремонте, чтобы никто не остался в опасном месте;

4. Проверяет все системы охладительных и смазочных устройств.

Чтобы при ремонте стана не было случаев травмирования рабочих механизмами в результате преждевременного или случайного их пуска, перевалку валков, ремонт стана, а также ремонт отделочных агрегатов осуществляют по системе ключей- бирок. Биркой является ключ, размыкающий пусковую цепь соответствующего механизма, или ключ от механизма замка, запирающего его в пусковое устройство. Применение ключ бирок является обязательным требованием правил безопасности в прокатном производстве.

Все плиты возле клетей и крышки на отверстия в полу должны быть уложены до пуска стана. Инструмент и материалы, забракованные детали, канаты и т.п. убирают с площадок перед станом, а площадки тщательно подметают.

Перед пуском прокатного стана подают звуковой сигнал, отчётливо воспринимаемый всеми рабочими на любом участке цеха. Только после принятия этих мер руководитель, ответственный за проведение текущего ремонта или перевалки валков может дать указание о начале работы стана.

Индивидуальные средства защиты. Спецодежда.

Средства защиты от профессиональных вредностей, используемые лично самим рабочим, называются индивидуальными защитными приспособлениями. К таким средствам относятся: защита глаз, органов дыхания, органов слуха от шума, защита от вибрации, защитные мази и специальная одежда. Защита глаз имеет целью предохранить их от механических повреждений от отлетающих частиц прокатываемого металла, а также от воздействия лучистой энергии значительной интенсивности. Наиболее распространённым средством защиты глаз являются очки, которые должны защищать глаза от вредных воздействий и в месте с тем как можно меньше ограничивать поле зрения, не запотевать, сохранять ясность видения. допускать вентиляцию воздуха, хорошо прилегать к лицу и не раздражать кожу. Кроме того очки должны быть прочными и лёгкими.

К предохранительным очкам, согласно ГОСТу предъявляются защитные, гигиенические и эксплуатационные требования.

Для защиты глаз от механических повреждений широкое распространение получили разработанные ВЦНИИОТ открытого типа очки ОЗ-К и ОЗ-Н с капроновой оправой и откидными боковинками из ударопрочного полистерола. Очки закрытого типа, состоящие из боковых пластмассовых или металлических коробок с закреплёнными в них бемскими стёклами и соеденённых переносьем применяются в тех случаях. когда возможно повреждение глаз осколками, летящими не только спереди, но и сбоку, снизу или сверху.

Кроме защиты глаз от механических повреждений серьёзной задачей является защита от вредного воздействия интенсивного ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а также света черезмерной яркости. Для защиты глаз от лучистой энергии применяют специальные светофильтры в очках, закреплённых на наголовных, ручных щитках и масках. Применяют светофильтры из стёкол ТС-3, СС-4, СС-14, СС-11, ТС-5, ТС-6, ТС-7, ЖСЗ-4, применяемого в очках открытого и закрытого типа различных конструкций.

Для защиты органов дыхания применяют приборы которые разделяются на два вида: изолирующие и фильтрующие. Изолирующие приборы применяются при высокой концентрации вредных примесей в воздухе и в случаях, когда состав примесей не известен. К изолирующим приборам относятся шланговые и нагнетательные противогазы и кислородные приборы. К фильтрующим приборам относятся противопылевые респираторы, противогазы, с коробками различных марок и типов. Применяются в том случае если в воздухе не менее 16% кислорода. В настоящее время применяют бесклапанный респиратор «лепесток» и клапанные респираторы ПН-19, ПН-21, ПРБ-1, Ф-46. Эффективность респиратора «лепесток» близка к 100% при условиях нормальной влажности воздуха.

Производственный шум оказывает вредное влияние на здоровье работающих. способствуя травматизму и понижая производительность труда. Наиболее эффективными противошумами являются наушники различных марок. Наушники состоят из картона, бумажного литья. алюминия или пластмасс, внутрь которых вкладывается звукопоглощающий материал. Также на производстве применяются беруши.

Назначением спецодежды является предохранение тел работающих от неблагоприятного воздействия механических и физических факторов окружающей среды. Спецодежда должна надёжно защищать от производственных вредностей, обеспечивать нормальную терморегуляцию организма, свободу движений, удобство ношения и хорошо отчищаться от загрязнений. В спецодежду слесаря ремонтника входит хлопчатобумажный костюм, кожаные ботинки с пластмассовыми вставками в носах, рукавицы, каска.

Анализ условий труда на ст. 2000 г.п.

Для обеспечения безопасности слесарей-ремонтников при эксплуатации оборудования следует сделать переносные площадки, которые будут использоваться при перевалках опорных валков; сделать окошечки между машинным отделением и станом, для визуального контакта между слесарями, а также оборудовать звуковую и световую сигнализацию между машзалом и станом. Также следует ужесточить контроль за соблюдением бирочной системы, так как имеют место её нарушения. Также необходимо более тщательно убирать площадки перед станом и возле агрегатов особенно с приводной стороны стана.

В остальном же условия работы удовлетворительные. Все вращающиеся детали защищены кожухами, подаются звуковые и световые сигналы о пуске и остановке стана, звуковые сигналы при перемещении передаточных тележек передающих валки со стана в вальцешлифовальное отделение.