РАЗДЕЛ 4. ПРОИЗВОДСТВО ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС И ЛИСТОВ

НА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СТАНАХ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

К широкополосным станам горячей прокатки (ШСГП) относят многоклетевые станы с размещением клетей в черновой и чистовой группах. В черновой группе применяют как нереверсивные, так и реверсивные клети, расположенные прерывно или непрерывно, а в чистовой группе клети всегда расположены непрерывно. Всю продукцию на ШСГП сматывают на моталках.

Сортамент

На ШСГП прокатывают листовую и полосовую продукцию толщиной от 0,8 до 27 мм и шириной до 2350 мм. Основной же сортамент станов этого типа – полосы толщиной 1,2-16 мм из рядовых и качественных углеродистых, низколегированных, нержавеющих и электротехнических марок стали.

Потребители

Общее машиностроение, судостроение, сельхозмашиностроение, производство сварных труб, подкат для ЦХП.

Типы ШСГП

Непрерывные.

Полунепрерывные.

Комбинированные.

3/4-непрерывные.

Расположение основного технологического оборудования этих станов показано на рис.29.

Классический непрерывный ШСГП характерен прерывным расположением клетей черновой группы. Причем расстояние между клетями увеличивается от первой к последней клети, чтобы обеспечить условие нахождения раската только в одной клети. Это обусловлено тем, что в качестве привода в клетях черновой группы применены асинхронные двигатели переменного тока без возможности регулирования скорости прокатки. Перед черновыми клетями с горизонтальными валками установлены вертикальные валки с приводом от двигателей постоянного тока и с возможностью согласования скорости прокатки в них со скоростью прокатки в клети с горизонтальными валками. Цель применения клетей с вертикальными валками – снятие уширения, образующегося в горизонтальных валках и проработка металла кромок для предупреждения их разрыва.

Рис.29. Расположение основного технологического оборудования ШСГП разных типов: 1 – нагревательные печи; 2 – вертикальный окалиноломатель; 3 – черновой окалиноломатель дуо; 4 – черновая группа универсальных нереверсивных клетей кварто; 5 – промежуточный рольганг; 6 – летучие ножницы; 7 – чистовой окалиноломатель дуо; 8 – чистовая непрерывная группа клетей кварто; 9 – отводящий рольганг; 10 – душирующая установка; 11 – первая группа моталок; 12 – вторая группа моталок; 13 – реверсивная универсальная клеть дуо или кварто; 14 – клеть с вертикальными валками; 15 – черновая клеть дуо или кварто реверсивная; 16 – черновая клеть кварто реверсивная; 17 – стеллаж передачи толстых листов на участок отделки и разделки; 18 – непрерывная черновая подгруппа нереверсивных универсальных клетей кварто

Промежуточный рольганг должен обеспечивать полное размещение подката, выходящего из черновой группы клетей, то есть, «развязать» черновую и чистовую группы клетей, поскольку скорость выхода подката из последней клети черновой группы составляет 2-5 м/с, а входа в первую клеть чистовой группы – 0,8-1,2 м/с.

Далее следуют летучие ножницы, в которых обрезают передние и задние концы подката (при необходимости) и делают аварийный рез при «забуривании» полосы в чистовой группе клетей или на отводящем рольганге и моталках.

Чистовая группа клетей всегда непрерывная с расстоянием между клетями 5,8-6 м. Число клетей 6-7.

Отводящий рольганг снабжен душирующей установкой.

Для смотки полос обычно предусматривают две группы моталок.

Расстояние между основными агрегатами показано на рис.29.

Полунепрерывные станы применяли и применяют при меньших объемах производства. В качестве черновой предусмотрена одна черновая реверсивная клеть. На современных станах она универсальная.

Остальное оборудование аналогично непрерывному ШСГП, но в чистовой группе применяют 6 клетей, а группа моталок обычно одна.

Комбинированные станы характеризуются тем, что в качестве черновой группы применяют двухклетевой ТЛС, потом имеется шлеппер для передачи толстых листов на участок отделки, тоже аналогичный ТЛС.

После промежуточного рольганга установлена шестиклетевая непрерывная группа клетей.

Характерно то, что бочка валков черновых клетей больше, чем чистовых.

Отводящий рольганг и моталки расположены как на полунепрерывном ШСГП.

Основное достоинство комбинированных станов – широкий сортамент продукции (обычно по толщине 2-50 мм, по ширине 1000-2500 мм).

Основной недостаток станов этого типа – недостаточная загрузка оборудования, как при прокатке толстых, так и тонких листов.

В связи с этим, комбинированные станы перестали строить уже более 30 лет назад, но построенные в основном работают.

В России имеется два таких стана.

3/4-непрерывные станы характеризуются наличием вертикального окалиноломателя, реверсивной универсальной клетью и двух- или трехклетевой непрерывной подгруппой. Всё остальное оборудование – как на непрерывном ШСГП.

Окалину по технологической линии ШСГП взламывают в горизонтальных и вертикальных окалиноломателях, а также сбивают в гидросбивах высокого давления (первичную), вторичную – перед чистовой группой клетей в горизонтальных окалиноломателях или в гидросбивах (см. раздел 7).

Поколения ШСГП

Общепринято деление ШСГП на поколения. В табл.14 представлена их характеристика.

Первый ШСГП начал работать в США. Характерными особенностями ШСГП первого и второго поколений было применение

–клети дуо в качестве окалиноломателя, расположенной сразу за нагревательными печами;

–гидросбивов окалины перед прокаткой в черновых клетях;

–прерывного расположения клетей черновой группы (раскат одновременно в двух клетях не прокатывался);

–универсальных клетей кварто в черновой группе;

–промежуточного рольганга с длиной большей, чем длина выходящего из последней клети черновой группы раската;

–летучих ножниц для обрезки концов раскатов и выполнения аварийного реза;

–чистового окалиноломателя дуо;

–непрерывного расположения клетей кварто в чистовой группе;

–достаточно длинного рольганга после чистовой группы клетей;

–моталок для смотки полосы в рулон.

Первый этап развития был самым длительным. Классическим ШСГП первого поколения является действующий до сих пор стан 1680 ОАО «Запорожсталь», введенный в эксплуатацию в 1936 г. На нем была предусмотрена прокатка полос толщиной 2-6 мм и шириной до 1500 мм. Особенностью стана 1680 было наличие в черновой группе уширительной клети и пресса. Уширительную клеть использовали при прокатке полос, когда их ширина была больше ширины сляба, а пресс – для выравнивания «заваленных» кромок раската и обеспечения ему одинаковой ширины по длине. Обжатие в прессе составляло 50-150 мм.

Таблица 1

Характеристики ШСГП

Поко­ле- ние	Годы сооруже- ния	Размеры сляба	Масса слябов, т	Толщина прокаты- ваемых полос, мм	Длина бочки горизонталь- ных валков, мм	Максималь- ная скорость прокатки, м/с	Число клетей в группе	Произво- дитель- ность, млн.т/год
толщина, мм	длина, м	черновой	чистовой
	до конца 50-х	105-180	£ 6,5	6-12	2-12,7	1500-2500*		4-5	5-6	1-2,5
	50-60-е	140-300	£ 12	28-45	1,2-16	2030-2135		5-6	6-7	2-3
	70-е	120-355	£ 15	24-45	0,8-27	2135-2400	30,8**	6-7	7-9	до 6
	80-е	140-305	£ 13,8	24-41	1,2-25,4	1700-2050		3-4	5-7	4-6
	90-е	130-260	12,5	25-48	0,8-25					5,4
* Стан 2500 ММК (Россия). ** При 9 клетях в чистовой группе.

После реконструкции в 1956-1958 г.г. на стане 1680 прокатку с уширением слябов использовать перестали. А пресс перестали эксплуатировать еще раньше из-за малой скорости операции обжатия и ряда конструктивных недостатков. Последним ШСГП в мире, где использовали уширительную клеть, был ШСГП 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (также ШСГП первого поколения), начавший работать в 1960 г. Эта необходимость была вызвана прокаткой полос шириной 2350 мм. Стан 2500 характерен еще и тем, что он имеет самую большую в мире (для ШСГП) длину бочки валков. В настоящее время на стане 2500 используют непрерывнолитые слябы шириной до 2350 мм и необходимость в уширительной клети отпала.

Поскольку гидросбивы окалины в тот период времени имели малое давление воды, то печную окалину предварительно надо было взломать. Для этой цели и был предназначен черновой окалиноломатель дуо. В нем производили очень небольшие обжатия (2-5 мм). По мере увеличения давления воды в гидросбиве окалины эту клеть начали использовать и в качестве черновой клети с обжатиями вплоть до 20-30%.

Растущий спрос на листовую продукцию привел к созданию ШСГП второго поколения. Расширен сортамент полос как по толщине, так и по ширине (увеличена длина бочки валков), существенно увеличилась масса слябов (до 45 т) и скорость прокатки – до 21 м/с.

Увеличение массы слябов обусловило удлинение прокатываемых полос и, в связи с этим, ухудшило температурные условия их прокатки, главным образом, из-за падения температуры полосы при входе ее в первую клеть чистовой группы при относительно небольшой скорости прокатки. А поскольку ограничением скорости прокатки являлась (и сейчас является) скорость захвата переднего конца полосы моталкой (не более 10-12 м/с), то на ШСГП второго поколения впервые было применено ускорение чистовой группы клетей. Его начинали сразу после захвата полосы моталкой. Можно считать, что это основное качественное отличие ШСГП второго поколения от первого.

Годовая производительность ШСГП второго поколения приблизилась к 4 млн.т. Увеличено число клетей как в черновой, так и в чистовой группах.

Характерным для ШСГП этого поколения является дальнейшее увеличение числа клетей, а следовательно, и технологической линии станов, а также расширение сортамента прокатываемых полос по размерам, в том числе и ширине, что потребовало увеличения длины бочки валков вплоть до 2400 мм (см. табл.14). При сокращении максимальной массы слябов их толщина увеличилась до 300-350 мм.

Еще одной особенностью ШСГП третьего поколения стало стремление к расширению сортамента прокатываемых полос по толщине как в сторону максимальных, так и в сторону минимальных значений. Именно на некоторых из этих станов была начата прокатка полос толщиной 1-0,8 мм, о которой коротко было сказано в подразделе 1 этой главы.

Из-за увеличения толщины слябов до 355 мм, а также реализации возможности прокатки полос толщиной 0,8-1 мм, на ряде ШСГП третьего поколения предусматривалась установка 8 и 9 клетей в чистовой группе, доведение скорости прокатки до 30,8 м/с и относительной массы рулонов до 36 т/м ширины полос.

Оказалось, что основной причиной этой идеи явилось то, что в тот период времени мощностей станов холодной прокатки в Японии не хватало. Когда такие станы появились и в Японии прокатка полос толщиной менее 1,2 мм на ШСГП была прекращена, ни на одном ШСГП в мире 8-й и 9-й клети в чистовой группе не установили и скорость прокатки до 30 м/с достигнута не была.

ШСГП третьего поколения в СССР стали станы 2000 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК) и ОАО «Северсталь», сданные в эксплуатацию соответственно в 1969 и 1974 г.г. На станах предусмотрена прокатка полос толщиной 1,2-16, шириной до 1850 мм из слябов массой до 36 т и максимальными скоростями прокатки до 20-21 м/с.

Разница между ними состоит в том, что расположение черновых клетей на стане 2000 НЛМК традиционное – прерывное (рис.30), а на стане 2000 ОАО «Северсталь» последние три клети объединены в непрерывную черновую подгруппу (три клети впервые в мире). Еще одним отличием этих станов является то, что длина отводящего рольганга на стане 2000 НЛМК составляет 206700 мм, а на стане 2000 ОАО «Северсталь» - 97500 мм. Приближение моталок на стане 2000 ОАО «Северсталь» к последней клети чистовой группы позволило уменьшить время прокатки передней части полос на малой скорости. Снижение же температуры смотки толстых полос достигается увеличением расстояния между первой и второй группами моталок. Оба стана имеют производительность 6 млн.т в год.

Рис.30. Схема расположения основного оборудования непрерывного ШСГП 2000 ОАО НЛМК: 1 – печной рольганг; 2 – тележка для передачи слябов; 3 – толкатели слябов; 4 – нагревательные методические печи; 5 – приемный рольганг; 6 – приемник нагретых слябов; 7 – вертикальный окалиноломатель (ВОК); 8 – двухвалковая клеть; 9 – универсальные четырехвалковые клети; 10 – промежуточный рольганг; 11 – летучие ножницы; 12 – конвейер для головной и донной обрези; 13 – чистовой двухвалковый окалиноломатель; 14 – чистовые четырехвалковые клети; 15 – отводящий рольганг; 16 – моталки для смотки тонких полос; 17 – конвейеры; 18 – подъемно-поворотный стол; 19 – моталки для смотки толстых полос; 20 – склад рулонов и отделение листоотделки

Опыт эксплуатации ШСГП третьего поколения показал, что расширение сортамента прокатываемых полос и увеличение массы слябов вызывают увеличение массы оборудования, а следовательно, стоимость стана и цеха, удлинение технологической линии стана (до 750 м), расширение сортамента полос по толщине вплоть до 0,8 мм, создают сложности в поддержании требуемых температурных условий прокатки, обусловливают неэффективное использование оборудования стана (при прокатке полос толщиной более 12-16 и шириной менее 1500 мм оно используется примерно на 30% своей мощности). Кроме этого, полосы толщиной 0,8-1 мм по точности прокатки, механическим свойствам, качеству поверхности и товарному виду значительно уступали холоднокатаным полосам той же толщины.

В связи с указанными недостатками, а также высокой стоимостью (свыше 500 млн. евро) ШСГП третьего поколения, появились ШСГП четвертого поколения.

Их главной отличительной особенностью стала установка в черновой группе клетей универсальной реверсивной клети, что увеличило обжимную способность и сократило протяженность черновой группы клетей.

Кроме реверсивной клети, в черновой группе имеется еще четыре универсальных клети, две из которых (последние) объединены в непрерывную черновую подгруппу. На ряде станов четвертого поколения применены промежуточные перемоточные устройства, речь о которых пойдет далее. Представителями ШСГП четвертого поколения является стан 2050 фирмы «Baostill», схема расположения оборудования которого показана на рис.31.

Стан 2050 начал работать в 1989 г. Он предназначен для прокатки полос толщиной 1,2-25,4 и шириной 600-1900 мм. Максимальная масса рулона 44,5 т, скорость прокатки до 25 м/с, годовое производство 4 млн.т.

Характерной особенностью стана является наличие в черновой группе клетей двух реверсивных универсальных клетей (первая – дуо, вторая – кварто) и объединение остальных двух клетей в непрерывную подгруппу. В чистовой группе семь клетей кварто. На стане 2050 предусмотрена одна группа моталок. В черновой группе клетей имеется возможность редуцирования и регулирования ширины раскатов. Редуцирование производят в первой черновой универсальной клети, имеющей мощную клеть с вертикальными валками (за три прохода оно составляет 150 мм), а регулирование ширины во всех остальных клетях черновой группы производят за счет обжатия раската в вертикальных валках.

Рис.31. Схема расположения основного оборудования 3/4-непрерывного ШСГП 2050 «Baostill»: 1 – печной рольганг; 2 – толкатели слябов; 3 – нагревательные методические печи с шагающими балками; 4 – устройство выдачи слябов; 5 – приемный рольганг; 6 – двухвалковая универсальная реверсивная клеть; 7 – четырехвалковая универсальная реверсивная клеть; 8 – четырехвалковые универсальные нереверсивные клети, объединенные в непрерывную черновую подгруппу; 9 – промежуточный рольганг; 10 – теплоизолирующий подъемный экран; 11 – кривошипные ножницы; 12 – роликовая направляющая проводка; 13 – чистовая непрерывная группа четырехвалковых клетей; 14 – отводя- щий рольганг; 15 – душирующая установка; 16 – моталки; 17 – адьюстаж

Эти станы получили название 3/4-непрерывные ШСГП.

Следует отметить, что 3/4-непрерывные станы в настоящее время считаются самыми современными и эффективными.

Стремление использовать вместо холоднокатаного листа горячекатаный (более дешевый) обусловило создание ШСГП, в сортамент которых включены полосы толщиной 0,8-25 мм и шириной 600-1850 мм (рис.32). Это стало возможным за счет более совершенных систем автоматики, применения промежуточных перемоточных устройств, пресса для редуцирования слябов и снятия их конусности.

Эти станы получили название «станы бесконечной прокатки». Они отнесены нами к пятому поколению.

Фактически станы бесконечной прокатки являются 3/4-непрерывными, отличием же их является установка на промежуточном рольганге машины для сварки раскатов.

Сварочная машина состоит из ножниц, предназначенных для обрезки концов раскатов, системы центрирования раскатов, зажимов для удержания раскатов при нагреве и осаживании, индуктора, механизма сжатия свариваемых концов раскатов и гратоснимателя. Полный цикл прокатки, позиционирования, нагрева и сварки концов составляет 20-40 мин.

Длина участка сварки с расположенным на нем оборудованием составляет 12, высота и ширина по 6 м. Стоимость участка сварки с периферийной аппаратурой составляет примерно 114 млн долларов, а стоимость стана – более 1 млрд. долларов США. Столь громадная стоимость обусловлена наличием на стане практически всего возможного для ШСГП оборудования и комплекса систем автоматики, зачастую дублирующих друг друга. Допустимая сила прокатки в клетях черновой и чистовой групп находится в диапазоне 38-50 МН.

Рис.32. Схема расположения основного оборудования ШСГП 2050 фирмы «Кавасаки Стил» (Япония):

1 – нагревательные печи; 2 – пресс для редуцирования слябов по ширине; 3 – реверсивная клеть дуо; 4 – черновые клети кварто; 5 – ППУ; 6 – ножницы; 7 – участок сварки полос; 8 – участок подогрева кромок, обрези концов и сбива окалины; 9 – чистовая группа клетей; 10 – душирующая установка; 11 – делительные ножницы; 12 – устройство поджатия полосы к рольгангу; 13 – моталки

В режиме бесконечной прокатки производят полосы с размерами, показанными на рис.33. На стане достигнута высокая точность прокатки полос по толщине и ширине, высокая плоскостность. Сварка полос (до 15 штук) в «бесконечную» ленту позволяет поддерживать высокую и постоянную скорость прокатки, что обусловливает много положительных моментов.

Практика эксплуатации таких станов показала, что на них можно прокатывать полосы минимальной толщины 0,8 мм с высокой точностью, практически исключить переходные режимы входа-выхода концов полос, сопровождающиеся снижением скорости прокатки с последующей прокаткой полос с ускорением, а также опасные с точки зрения возможных застреваний полос.

Однако некоторые вопросы при бесконечной прокатке пока не решены, и ей присущи следующие недостатки:

– невозможность прокатки в бесконечном режиме более 15 полос из-за повышения температуры валков и изменения их тепловой выпуклости;

– необходимость начинать прокатку с полос толщиной 2-2,5 мм, а потом делать динамическую перестройку стана во время прокатки последовательно на толщину 1,5 – 1,2 – 1 – 0,8 мм, что обусловливает получение полос разной толщины;

– высокая стоимость стана (более 1 млрд. долларов США, в том числе участка сварки – 114 млн. долларов США).

Все три находящихся в эксплуатации стана бесконечной прокатки действуют в Японии. По нашему мнению, это тупиковый путь развития ШСГП. Задачу получения полос толщиной менее 1,2 мм можно значительно проще решать в литейно-прокатных агрегатах (см. далее).

Схемы прокатки

Ранее было сказано, что на ШСГП первого поколения предусматривали предварительную разбивку ширины из-за отсутствия слябов достаточной ширины. В настоящее время возможности отливки слябов на МНЛЗ позволили полностью решить эту задачу. Поэтому на ШСГП применяют только продольную схему прокатки .

Прокатка металла в черновой и чистовой группах клетей

Число, тип и характер расположения клетей зависят от типа ШСГП. Основные изменения на ШСГП связаны с черновой группой. Общим является наличие окалиноломателя с горизонтальными или вертикальными валками (ВОК). Первоначально их использовали для взламывания окалины, потом начали использовать для регулирования ширины слябов.

При переходе ШСГП на непрерывнолитую заготовку возникли некоторые сложности в организации производства полос всего спектра ширин. На ШСГП обычно прокатывают полосы шириной с градацией в 20-40 мм. При получении катаных слябов со слябингов или блюмингов-слябингов можно было заказывать прокатку их с любой градацией по ширине.

На МНЛЗ отливают слябы шириной, соответствующей ширине установленного кристаллизатора. Когда на предприятии имеется много МНЛЗ, то каждую из них можно специализировать на отливку 3-4-х размеров слябов по ширине. Если же МНЛЗ имеется всего 2-3, то возникает необходимость частой замены кристаллизатора, а следовательно, возникают потери производительности, металла, ухудшается качество слябов в периоды нестационарной разливки.

Эту проблему решают разными путями. Во-первых, непосредственно в МНЛЗ применяют кристаллизаторы с изменяющимся положением торцевых стенок. Этот способ имеет ряд недостатков – усложнение конструкции кристаллизатора, нарушение режима разливки, а следовательно, потерю производства, ухудшение качества металла, отливка слябов переменной ширины.

Во-вторых, используют ВОК как для редуцирования слябов по ширине, так и для устранения клиновидности слябов.

Так, на стане 2050 фирмы «Baostill» (см. рис.31) в черновой группе установлены две реверсивных клети – одна дуо, вторая кварто. Причем клеть дуо является универсальной с мощными вертикальными валками (мощность электродвигателя 3000 кВт, диаметр валков 1100 мм). Вторая клеть (кварто) также универсальная, но уже менее мощная (мощность привода 2´600 кВт, диаметр валков 1000 мм). Две следующие универсальные клети кварто расположены непрерывно на расстоянии 12 м друг от друга, мощность привода вертикальных валков каждой из клетей 2´380 кВт, диаметр валков 880 мм.

Универсальная клеть дуо позволяет редуцировать сляб на 120 мм за один проход. Причем схема обжатия сляба, а затем раската, выглядит так: ВВ-ГВ-ГВ-ВВ-ВВ-ГВ. Таким образом, образовавшиеся наплывы на краях раската раскатываются в горизонтальных валках, а потом следует подряд два прохода в вертикальных валках этой же клети и вновь прокатка в горизонтальных валках.

В случае реверсивной прокатки во второй клети схема прокатки в ВВ и ГВ выглядит аналогично. Но возможности по обжатию раската по ширине уже значительно меньше. В третьей и четвертой универсальных клетях производится по одному проходу.

Основные недостатки при редуцировании слябов в вертикальных валках

Ограничение величины обжатия по условиям захвата, что обусловливает необходимость многопроходности процесса;

Возникновение прикромочных утолщений, которые при последующей прокатке в горизонтальных валках вновь (примерно на 60-70%) переходят в ширину раската;

Эффективность обжатия раската в вертикальных валках значительно увеличивается, если применять ящичные калибры. Но при этом возникает ряд осложнений:

Необходимость замены валков при изменении толщины исходных слябов;

Сложность нарезки калибров на валках большого диаметра;

Увеличение износа калиброванных валков по сравнению с гладкими валками;

Повышаются энергозатраты на прокатку.

В-третьих, применение прессов. Поскольку на современных ШСГП длина слябов достигает 15 м, то в прессе производят пошаговое обжатие сляба (рис.34). При обжатии бойками пресса сляб удерживают линейками, а после каждого разового обжатия он перемещается по линии технологического потока.

Современный пресс для редуцирования слябов установлен на ШСГП фирмы «Thyssen Stahl» в Беккерверте.

Техническая характеристика пресса

Размеры сляба, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	700-1200
ширина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	700-1200
толщина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 265
длина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3600-10000
Температура сляба, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1050-1280
Общее уменьшение ширины сляба, мм. . . . . . . . . . . . . . . . .	до 300
Сила редуцирования, МН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 30
Длина зоны обжатия за ход, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 400
Частота ходов, мин -1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 30
Скорость движения сляба, мм/с. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 200
Время замены бойков, мин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	до 10

Время цикла одного прохода составляет 2 с. Образование утолщения на слябе при его обработке в прессе никаких сложностей при дальнейшей прокатке в черновой реверсивной клети стана не вызывает. Эти утолщения значительно меньше, чем при редуцировании слябов в вертикальных валках.

Новым техническим решением в черновой группе стало и объединение двух или трех последних клетей в непрерывную подгруппу. Впервые в мире три клети были объединены в непрерывную подгруппу на стане 2000 ОАО «Северсталь» (проектант и изготовитель стана ЗАО НКМЗ).

Схема расположения клетей в этой подгруппе показана на рис.35.

Клеть 3 имеет привод валков от двух электродвигателей постоянного тока мощностью 2´6300 кВт (110/240 об/мин) через общий редуктор и шестеренную клеть. Четвертая клеть имеет аналогичный привод. Пятая клеть имеет безредукторный привод от двухякорного электродвигателя постоянного тока мощностью 2´6300 кВт (55/140 об/мин) через шестеренную клеть. Максимально допустимая сила прокатки в клетях с горизонтальными валками 33 МН, с вертикальными 2,6 МН.

Примененный привод позволяет регулировать скорость прокатки в комплексе.

Применение непрерывной подгруппы клетей позволило:

– уменьшить протяженность черновой группы стана на 50 м, а также длину цеха и рольгангов, а следовательно, и их стоимость;

– улучшить температурный режим прокатки за счет сокращения времени охлаждения раскатов и увеличения скорости прокатки до 5 м/с.

Черновая группа клетей должна обеспечить

1. Заданную толщину подката.

2. Заданную ширину подката с минимальной разноширинностью.

3. Требуемую температуру подката.

Чистовая группа клетей всегда непрерывная. Некоторые изменения претерпел головной её участок. Долгое время перед чистовой клетью применяли барабанные ножницы.

На новых ШСГП вместо барабанных ножниц стали применять кривошипные ножницы. По сравнению с барабанными ножницами на них можно разрезать подкаты большей толщины, они имеют более длительный срок службы ножей. Так, на стане 2050 фирмы «Baostill» можно разрезать подкат сечением 65´1900 мм из стали марки Х70. Максимальная сила реза достигает 11 МН, стойкость ножей в 10 раз выше, чем у барабанных ножниц. Установлена система оптимизации, обеспечивающая минимальные потери металла в обрезь.

На ШСГП 1-го поколения в качестве чистового окалиноломателя применяли двухвалковую клеть. Поскольку обжатие в чистовом окалиноломателе составляло 0,2-0,4 мм, то сама клеть и ее привод были маломощными, а между нажимными винтами и подушками верхних валков устанавливали пружинные стаканы. При этом давление на раскат создавалось силой сжатых пружин и массой верхнего валка с подушками.

Увеличение массы слябов, расширение сортамента ШСГП, повышение требований к качеству горячекатаных полос (в том числе и к качеству поверхности) обусловило на ШСГП 2-го поколения установку более мощных чистовых окалиноломателей с приводом от электродвигателей мощностью 350-400 кВт, под нажимные винты устанавливали пружины с силой до 294 кН. Масса таких окалиноломателей достигала 200-300 т.

Следующим этапом стал переход к применению роликовых чистовых окалиноломателей, в которых ролики прижимают к подкату с силой 20-98 кН. Так, в ЗАО НКМЗ при реконструкции стана 2000 ОАО «Северсталь» спроектирован, изготовлен и введен в действие роликовый окалиноломатель.

В окалиноломателе такой конструкции имеются две пары прижимных роликов диаметром 500 мм, которые при помощи пружин и рычажной системы прижимаются к раскату и разрушают окалину на подкате. Далее следуют транспортные ролики, между которыми установлены два ряда коллекторов с соплами гидросбива окалины. На выходе окалиноломателя установлены отжимные ролики, которые отжимают воду с подката. Масса окалиноломателя не превышает 50-80 т.

В чистовой группе клетей применяют четырехрядные с коническими роликами подшипники рабочих валков и подшипники жидкостного трения (ПЖТ) опорных валков.

С начала 70-х годов прошлого века началось применение гидронажимных (при сохранении и электромеханических нажимных) устройств в чистовой группе клетей.

В начале 80-х годов впервые в мире в Японии для горячей прокатки полос начали использовать шестивалковые клети специальной конструкции, имеющие возможность осевого смещения рабочих и промежуточных валков. Однако их, в основном, применяли в Японии. Широкого распространения они не получили.

Чистовая группа клетей должна обеспечить

1. Заданные размеры полосы.

2. Заданное качество металла по точности, в том числе и плоскостности, качеству поверхности и по механическим свойствам.

06:43 10.05.2012

Украина, входя в Топ-10 крупнейших производителей стали, в значительной степени отстает от развитых стран по применяемым технологиям, уровню действующего технологического оборудования, энергоёмкости проката и экологической безопасности.

Производство прокатной металлопродукции в Украине сосредоточено, в основном, в условиях специализированных интегрированных металлургических комбинатов и заводов. Территориально они расположены в крупных индустриально развитых регионах страны: Донецкой, Днепропетровской, Запорожской, Луганской областях. В последние годы и в других регионах страны уже функционируют и планируются к строительству в ближайшее время небольшие современные предприятия (мини-заводы или мини-производства) по производству проката или для более глубокой его переработки.

«АрселорМиттал Кривой Рог» выступает монополистом в производстве мелкосортного проката (60%), велика его доля (46,2%) и в производстве катанки, предприятие выпускает сортовой прокат для нужд украинских метизных производств.

Макеевский и Днепропетровский заводы остаются лидерами в производстве среднесортного проката (40,1% и 37,9%, соответственно). «Запорожсталь» является полным (100%) монополистом в выпуске жести. В производстве стального листа ведущие позиции оставались у «Запорожстали» (41,7%) и у «Азовстали» (18,5%).

Прокатное производство в Донецкой области (около 43% проката в Украине):

Предприятия	Основные прокатные агрегаты	Продукция
Макеевский МЗ	Блюминг «1150», непрерывный заготовочный стан «630», сорто-прокатные станы «530», «350-1», «350-2» и «150»	Сортовой прокат (круг, квадрат, арматура, угловая и полосовая сталь, швеллер, катанку), заготовка для переработки
Енакиевский МЗ	Сортовые станы «360» и «550», стан «250», арматурный стан «280», с тан «390», непрерывный проволочный двухниточный стан «150»	Сортовой прокат (круг, квадрат, арматура, угловую и полосовую сталь, и др.), заготовка для переработки
МК «Азовсталь	Слябинг, толстолистовой стан «3600», рельсобалочный стан «1000/800» и крупносортный стан «800/650» и др.	Слябы, квадратная заготовка, толстолистовой и крупносортный прокат, рельсы ж/д широкой и узкой колеи
«Донецксталь-МЗ»	Толстолистовой стан «2300», сорто-прокатный стан «350», сортопрокатный мини-стан «100»	Толстолистовой и сортовой прокат
Мариупольский МК им. Ильича	Стан «3000», стан «1700», два агрегата горячего оцинкования полос и др.	Слябы, горяче- и холоднокатаный лист, оцинкованный лист
Донецкий ЭМЗ	Прокатный стан 950/900	Г/к круглый прокат из углеродистых, конструкционных и легированных марок стали; крупносортный прокат, трубная и квадратная заготовка
Донецкий МПЗ	Стан 370-500	Периодические　и сортовые профили – полоса, уголок, арматура, круг, квадрат, шестигранник и др.

Прокатное производство в Днепропетровской области (около 35% проката в Украине):

Предприятия	Основные прокатные агрегаты	Продукция
«АрселорМиттал Кривой Рог»	2 блюминга с непрерывным заготовочным станом; 5 мелкосортных станов (четыре стана МС 250) и мелкосортнопроволочный стан 250/150-6 (с линией производства катанки), 2 проволочных стана ПС «150-1» и ПС «250-3». Все станы в нормальном техническом состоянии.	Арматурный прокат, катанка, сортовые профили и др.
Днепровский МК им. Дзержинского	2 блюминга «1150» и «1050», трубозагото-вочный стан «900/750/3», рельсобалочный стан «925», крупносортный стан «500», 15-клетьевой полунепрерывный средне-сортный стан «350», осепрокатный стан поперечно-винтовой прокатки «250», два шаропрокатные станы «40-80» и универсальный стан «1200». Все станы нуждаются в модернизации	Катаная осевая заготовка для железно-дорожного транспорта, шпунтовые сваи типа Ларсен, контактные рельсы для метрополитена, стальные мелющие шары, трубная заготовка
«Евраз-Днепропетровский МЗ им. Петровского»	крупносортный стан «550», рельсобалочный стан «800» и листопрокатный стан «3000», который по техническому состоянию реконструкции не подлежит и подлежит выводу из эксплуатации	Автооси и автообода, профили для угольной промышленности и сельскохозяйственного машиностроения; крановые, трамвайные и рудничные рельсы, балки, швеллеры с параллельными полками и др.

Прокатное производство в Запорожской области:

Предприятия	Основные прокатные агрегаты	Продукция
«Запорожсталь»	слябинг «1150», непрерывный тонколистовой стан «1680»; 3 профилегибочных агрегата, непрерывный четырехклетьевой стан «1680», 2 одноклетьевых реверсивных стана «1680» и «1200», 20-тивалковый стан «1700», 2 непрерывных узкополосных четырехклетьевых стана «450» и «650» и др., стан «2800»	Горяче- и холоднокатаный тонкий лист (листы или рулоны), жесть
ЭМЗ «Днепроспецсталь»	Обжимно-заготовочный стан «1050/950»; сортовые станы «550», «325» и «280»; цепные волочильные станы усилием от 15 до 30 тонн, бухтоволочильные станы	Сортовой прокат и поковки из специальных марок стали: нержавеющей, инструментальной, быстрорежущей, подшипниковой, конструкционной, а также из жаропрочных сплавов на основе никеля

Прокатное производство в Луганской области:

Состояние и использование основных фондов

В настоящее время на металлургических предприятиях Украины эксплуатируются: 11 блюмингов и слябингов, 6 заготовочных станов, 1 трубозаготовочный стан, 3 рельсобалочных стана, 5 крупносортных и 12 среднесортных станов, 13 мелкосортных и проволочных станов, 6 толстолистовых станов горячей прокатки, 2 непрерывных тонколистовых стана горячей прокатки, 2 цеха холодной прокатки (непрерывные, одноклетьевые станы, 20-ти валковый стан, станы для прокатки жести; оборудование для выпуска: оцинкованного листового проката, гнутых профилей, проката из нержавеющих марок стали).

Степень износа основных производственных фондов (ОПФ) обжимного производства составляет от 59% до 96%. Основной период ввода мощностей обжимного производства относят на 50-е годы XX века, хотя первый в Украине блюминг был запущен на Макеевском МЗ в 1933 г., а последний – в 1964 г. на МК «Криворожсталь». Несмотря на проведение ремонтов различных уровней на протяжении всего периода использования технический уровень оборудования ниже мирового уровня. Спасает положение только конъюнктура внешнего рынка и удовлетворительное физическое состояние агрегатов.

Ввод сортопрокатных станов в Украине в основном относится на 60-70-е годы XX века. Уровень физического износа в пределах 29-90%. С учетом ввода в эксплуатацию новых и реконструкции действующих мощностей (например, проволочный стан «150» Макеевского меткомбината, станы «150-1», «250/150-6» и проволочный стан «250-3» в условиях КМК «Криворожсталь», сортопрокатный стан «370/500» Донецкого металлопрокатного завода и др.) их поддержание в сравнительно неплохом физическом состоянии за счет капитальных ремонтов с элементами модернизации, на сегодня оборудование еще способно производить продукцию требуемого качества.

Уровень использования мощностей составляет в среднем на уровне 77,8%, а некоторые предприятия на уровне не более 20%. Общая производственная мощность сортопрокатных станов ориентировочно составляет 17,7 млн. т в год. Из них мощность рельсобалочных станов составляет 3,2 млн. т, а проволочных – 3 млн. т. Производственная мощность мелкосортнопроволочного стана «АрселорМиттал Кривой Рог» составляет 350 тыс. т.

Основные мощности листопрокатного производства в Украине введены в эксплуатацию в 60-70-е годы XX века и сегодня уступают современным зарубежным аналогам. В то же время, благодаря проведению капитальных ремонтов и частичной модернизации пока в состоянии обеспечивать выпуск продукции отвечающей действующим стандартам. Сравнительно новыми являются введенные в 1947 г. стан «3000» Евраз-ДМЗ им. Петровского и реверсивный стан холодной прокатки «1680» «Запорожстали»; в 1973 г. и 1985 г. соответственно введены стан «3600» «Азовстали» и стан «3000» ММК им. Ильича, которые пока отвечают современным требованиям.

В Украине два металлургических комбината, на которых организованно производство холоднокатаных полос: металлургический комбинат «Запорожсталь» (г. Запорожье) и металлургический комбинат в г. Мариуполе. На меткомбинате «Запорожсталь» работают непрерывный широкополосный стан (ШСХП) 1680, два реверсивных стана 1680 и 1200 с четырехвалковыми клетями, один двадцати- валковый стан 1700, два непрерывных стана для прокатки жести с длиной бочек 450 и 650 и одноклетевой стан 2800.

 На Мариупольском металлургическом комбинате работает непрерывный четырехклетевой ШСХП 1700.

 Техническая характеристика ШСХП 1680 и 1700 представлена в табл. 4.1.

 Рассмотрим подробнее технологический процесс производства полос в цехе холодной прокатки меткомбината «Запорожсталь» (рис. 4.1). Горячекатаные рулоны из цеха горячей прокатки тонких полос по подземному конвейеру 33 поступает на склад к непрерывным травильным агрегатам (НТА) 1-3, в которых производят стыковую сварку полос смежных рулонов в бесконечную нитку. В процессе движения полосы в НТА последовательно выполняется механическое взламывание окалины и ее последующее удаление в ваннах с сернокислотным (солянокислотным) раствором. После удаления раствора горячей и холодной промывкой,

 Рис. 4.1 – Схема размещения оборудования цеха холодной прокатки №1 с непрерывным четырехклетевым станом 1680.

 1 – травильная линия № 1; 2 – травильная линия №2; 3 – травильная линия № 3; 4 – непрерывный четырехклетевой стан 1680; 5 – реверсивный стан 1680; 6 – реверсивный стан 1200; 7 – колпаковые одностопные печи; 8 – дрессировочный стан 1700 № 1; 9 – дрессировочный стан 1700 № 2; 10 – агрегат поперечной резки №1; 11 – агрегат поперечной резки № 2; 12 – агрегат поперечной резки №3; 13 – агрегат поперечной резки № 4; 14 – клеть кварто; 15 – линия закалки № 1; 16 – линия закалки N2; 17 — 20 – валковый стан; 18 – механическая мастерская; 19 – В/ш. местерская 20-ти валкового стана; 20 – агрегат шлифовки полосы; 21 – В/ш. участок; 22 – агрегат порезки; 23 – кладовая; 24 – агрегат мойки; 25 – электропечи; 26 – 4-х клетевой стан 450 ОБЖ; 27 – 4-х клетевой стан 650 ОБЖ; 28 – агрегат роспуска ОБЖ; 29 – стан дуо №1,2,3,4 ОБЖ; 30 – агрегаты горячего лужения ОБЖ; 31 – агрегат продольной резки; 32 — мастерская энергетиков; 33 – подземный конвейер; 34 – склад запчастей механослужбы.

 Таблица 4.1. Характеристика ШСХП 1680 и 1700

Показатели	Непрерывный ШСХП
	1680	1700
Количество клетей, шт. Масса рулона (одинарного), т. Толщина подката, мм Толщина готовой полосы, мм Ширина полосы, мм Диаметр валков, мм: Рабочих Опорные Мощность главных двигателей каждой клети, кВт Скорость прокатки, м/с Рабочих Опорных (бочка) Опорных (ось) Твердость поверхности валков (по Шору), HSD : Рабочих Опорных	4 5.5-7,5 0,5-2,0 1000-1500 9Х2МФ 60 Х 2 МФ 40ХН2МА	4 1,8-4,0 0,45-2,0 1000-1500

следует сушка поверхности полосы и ее промасливание эмульсией высокоэффективной синтетической смазки.

Подготовленную к прокатке горячекатаную полосу режут на длины для образования укрупненных (двойных) рулонов массой ~G=11-15 т.

 Если горячекатаные полосы прокатаны из слябов двойной длины, то после травления рулоны не подвергают укрупнению.

 С НТА травленые рулоны отправляют для прокатки на непрерывный стан 1680, на реверсные станы 1680 и 1200, или на реверсивный двадцативалковый реверсивный стан 1700 типа Сендзимира. Станы 1680 предназначены для прокатки полос из низкоуглеродистой (08КП, 08Ю, 10ПС, 15ПС, 20ПС, 20, 25, Ст.3СП и тп.) и низколегированных (09Г2, 10ХНДП, 10Г2, 16Г2, 08ГСЮФ и тп.) толщиной 0,5-2,0 мм. На стане 1200 прокатывают низкоуглеродистую толщиной 0,5-0,6 мм, а стан 1700 предназначен для прокатки полос толщиной 0,8-1,6 мм из легированных и нержавеющих сталей (12Х18Н10Т, 10Х14АГ15, 08Х18Т1, 12Х21Н5Т, 09Х16Н4Б и др.)

 В результате суммарной деформации полос в пределах металл упрочняется и практически теряет свои пластические свойства. Поэтому рулоны холоднокатаных полос передают в термическое отделение, где производят рекристаллизационный отжиг в колпаковых печах 7. Отжиг рулонов выполняют в защитной атмосфере, предотвращающей окисление поверхности полос. Длительность и температурный режим отжига обусловлены толщиной и химическим составом материала полос. С целью предотвращения слипания (сваривания) витков рулонов при отжиге на поверхность полос в чистовой клети непрерывного стана насеченными валками наносят шероховатость. После отжига при температурах t = 670 – 710°С напряжение течения стали марок 08кп (08 пс) снижается с s т = 700 – 750 Н/мм 2 до s т = 220 – 240 Н/мм 2 , а относительное удлинение увеличивается с d = 1,5 % до d = 35 – 40%.

В первой пятилетке, кроме 20 металлургических заводов, оставшихся с царских времен и подлежащих модернизации, для производства важнейшего продукта индустриализации – стали - планировалось построить с нуля еще три металлургических гиганта - в Магнитогорске, Кузнецке и Запорожье

Трудный тонкий стальной лист "Запорожстали"

В первой пятилетке, кроме 20 металлургических заводов, оставшихся с царских времен и подлежащих модернизации, для производства важнейшего продукта индустриализации – стали - планировалось построить с нуля еще три металлургических гиганта - в Магнитогорске, Кузнецке и Запорожье.

Для координации строительства новых и модернизации уже существующих заводов в 1926 году был создан Гипромез – Государственный институт по проектированию металлургических заводов. С 1927 по 1932 год между Гипромезом и американской компанией Freyn Engineering Company of Chicago действовал договор о технической помощи. Группа американских инженеров и металлургов согласно договору обязана была проводить обучение новейшим стандартам американской металлургии советских инженеров, управленцев, конструкторов и операторов металлургического оборудования.

Помимо рутинного обучения специалистов, по словам президента компании Генри Фрейна, основной задачей американских экспертов было генеральное планирование распределения мощностей и рациональное размещение всей будущей металлургической промышленности Советского Союза.

По воспоминаниям одного из американских инженеров, В.С. Орра:

«Сначала мы (американцы), появившись в Гипромезе, только задавали вопросы. Все чертежи, доклады делали русские, все решения принимали русские. Через шесть месяцев мы создавали чертежи, через девять –были главными конструкторами металлургических заводов, а в конце первого года нашей работы некоторые из нас стали начальниками отделов. Последний год нашей работы один из нас стал помощником главного инженера всей конторы. Мы внесли эффективность в работу, убрали лишние операции и сделали Гипромез самой эффективнейшей организацией всего Союза.»

Один из трех гигантов первой пятилетки, Кузнецкий металлургический комбинат строился под непосредственным руководством группы инженеров из Freyn Engineering Company . Контракт Freyn с Новосталью на строительство КМК с производительностью 1 млн. тонн в год был подписан 4 июня 1930 года. По контракту, больше 50 американских специалистов обеспечивали проектирование, надзор за строительством, монтажом и пуско-наладкой КМК.

Пожалуй, наибольшей ценностью для СССР среди всех импортируемых технологий являлось получение новейшей американской технологии непрерывного(рулонного) изготовления тонких стальных листов.

Задача получения широких листовых полос металла в рулонах была решена сравнительно недавно - в 1924 году. Ранее фиксировались отдельные попытки, но из-за несовершенства техники они заканчивались неудачей. Мешали несколько факторов.

Во-первых, общим паровым приводом, применявшимся повсеместно в металлургии, было затруднительно точно регулировать скорость вращения отдельных клетей стана.

Во-вторых, только подшипники качения позволили перейти на большие скорости прокатки и большие нагрузки, необходимые при непрерывном производстве стального листа.

Существовала также проблема изгиба длинных валков двухвалковой клети, из-за чего лист получался неравномерной толщины.

Однако с выходом технологий на определенный этап появилась возможность изготавливать качественный тонкий стальной лист.

Появилась трехвалковая клеть, конструкция которой значительно лучше противостояла изгибу валков. Сами валки имели кривизну поверхности (вогнутые и выпуклые). Каждая клеть приводилась в движение от собственного электромотора с регулируемым количеством оборотов.

Впервые прокатка такого типа была освоена фирмой «Американ Роллинг Милл Ко » в Ашлэнде в 1924 году. Стан мог производить непрерывный лист толщиной 0,9 и шириной 1040 миллиметров.

В станах следующей конструкции, повсеместно вводимых по всей Америке в строй с 1926 года, уже были применены четырехвалковые клети и роликовые подшипники. Высокие скорости позволили не устанавливать в промежутках между оборудованием дополнительные печи.

Выпуск тонкого стального листа в промышленных масштабах позволил сделать огромный технологический скачок в производстве автомобилей, самолетов, военной техники за счет упрощения и одновременного упрочнения конструкции проектируемой детали, изготавливаемой из одного цельного листа.

По состоянию на 1937 год в Америке работал 21 стан непрерывной прокатки стального листа, в то время как в Европе такие станы только строились – один в Германии фирмой Vereinigte Stahlwerke , один – в Англии фирмойRichard Thomas .

Советский Союз при строительстве «Запорожстали» в феврале 1935 года заключил с американской фирмой United Engineering and Foundry Co договор на разработку и поставку станов горячей и холодной прокатки. Согласно договору, 3 миллиона долларов выплачивалось за оборудование, 1 миллион – за техническое ассистирование. Договорились, что около 20% оборудования поставляется из Штатов, остальное делается в СССР под контролем американцев. Фирма гарантировала техническую помощь в пуске и освоении производства, а также бралась обеспечить заданную производительность и надлежащее качество стальных листов.

Интересный момент: согласно договору, каждый американский специалист на период пребывания в СССР должен был быть обеспечен отдельной квартирой с ванной.

Одновременно с этим договором, был заключен другой - с компанией American Standard Corporation на поставку оборудования для прокатных станов на 3 миллиона долларов.

С официального сайта НКМЗ (Новокраматорский машиностроительный завод):

« В 1934 году в Европе не было таких сложных агрегатов прокатного оборудования как непрерывные широкополосные тонколистовые станы. Советское правительство приняло решение построить непрерывный стан на заводе Запорожсталь, а для этого купить проект стана и часть наиболее сложного оборудования в США. Была организована комиссия из представителей завода Запорожсталь, НКМЗ, Гипромеза, Стальпроекта, завода Электросила и ХПКУ, Харьковского проектно-конструкторского управления электроприводов. […] Комиссия выехала в декабре 1934 года сначала в Германию, а оттуда через месяц - в США.

Фирма после окончания монтажа обязалась сдать Запорожстали оборудование на ходу с доведением проектной мощности стана горячей прокатки 100 т в час или 600 тыс. т в год листа толщиной 1,5 до 6 мм. В то время это была колоссальная производительность.

На НКМЗ выехали два приемщика United Corporation, а на время монтажа на Запорожсталь - группа консультантов.

Технологи и производственники СССР блестяще справились с изготовлением сложного и точного оборудования стана. В помощь НКМЗ были выделены Уралмаш, который изготавливал дрессировочные клети; СКМЗ создавал адъюстаж: летучие ножницы, правильные машины, гильотинные ножницы; Ижорский завод поставлял различные отдельные машины. Основная масса оборудования станов горячей и холодной прокатки была изготовлена на НКМЗ.

В феврале 1937 года стан 1680 горячей прокатки был пущен и показал высокое качество изготовления советскими заводами оборудования, которое не уступало купленному в США.

По контракту на время проектирования стана Запорожсталь и НКМЗ имели право посылать на практику до пяти специалистов одновременно на срок до шести месяцев. Это положение контракта было использовано. Инженеры НКМЗ M.З. Сабуров, В.Н. Яковлев, A.M. Колескер набирались опыта в цехах семи заводов фирмы, прокатчики Запорожстали - на металлургическом заводе.»

Относились к нашим инженерам в Америке, по их словам, с прохладцей, несерьезно. Не давали делать записей, фотографировать. Смотреть разрешалось издалека. Как то один из запорожцев, любопытствуя, зашел за ограждение и тем самым активировал защитное устройство. Завыла сирена. Советскую делегацию в полном составе выставили из цеха.

Стажеры - металлурги жаловались на снисходительное отношение американцев. Те говорили: - О, зачем вам учиться, зачем строить? Это хлопотно. Такой стан - не русская телега, а сложный и деликатный механизм. У вас все равно ничего из этой затеи не выйдет. Не лучше ли получать из Америки готовый лист?

Будущий главный инженер «Запорожстали» Юдович вспоминал о таком разговоре с американским технологом:

«- Хорошо,- сказал американец,- вы получите данные калибровки. Были бы вы из Англии или Германии - ни за что бы этого не сделал.

- Почему? - удивился Юдович.

- Англичане или немцы ее сразу же у себя применили бы. Но так как вы из России - это безопасно. Все равно использовать не сумеете, не получится у вас. »

Т.В. Дженкинс, главный инженер United Engineering в СССР, рассказывал о проблемах монтажа прокатных станов в Запорожье:

«Одной из важнейших проблем, обнаруженных в ходе сотрудничества с русскими механиками и рабочими, было их упорное игнорирование или непонимание требований точной подгонки сопрягающихся поверхностей при монтаже оборудования. Они отказывались следовать допускам, указанным в чертежах. Это одна из причин, почему в декабре 1937-го весьма оперативно смонтированное оборудование не смогло пройти приемочные испытания.»

Справедливости ради следует привести и мнение советской стороны. Оператор уширительной клети тонколистового стана, участник пуска А. В. Милосердов вспоминал:

- Клети черновые и чистовые настраивались по-разному. В чистовых - сажали вал с помощью специального прибора, черновые - по калибрам. Их предложил наш механик И. 3. Шлыков. Но американские консультанты отказывались от калибров и... настраивали четвертую клеть методом вал на вал, пока не поломали нижний опорный валок.

Из воспоминаний бывшего заместителя главного механика НКМЗ С.3.Милочкина:

«...заокеанские специалисты отказались изготовить чертежи в европейском исполнении. Это создавало для наших конструкторов дополнительные трудности... Кто из старшего поколения краматорских машиностроителей не помнит чертежей с предупредительной надписью: «Внимание, американская проекция!»

Хотя на официальном сайте НКМЗ в разделе "история" говорится прямо противоположное:

После заключения контракта с фирмой United Corporation американские конструкторы специфицировали материалы, подшипники качения, крепеж и другие комплектующие по советским стандартам.

14 апреля 1938 года на стане 1680 была прокатана первая полоса. Старший вальцовщик Петр Тарасевич, прокатав первый лист, тут же на стальной ленте размашисто начертал: «Да здравствует первый советский лист! Шлем проклятие импортному листу! » Говорят, что американский консультант мистер Файзнер обиделся и пошел жаловаться на Тарасевича к парторгу… (К слову, П.Д. Тарасевич вышел на пенсию генерал-лейтенатном.)

1 мая стан 1680 был официально запущен. А в 1940-м Запорожье уже выпускало 1500 тонн стального листа в день или около 600 тыс. тонн в год.

Под непрерывным станом холодной прокатки (НСХП) мы будем понимать прокатный стан, имеющий в своем составе не менее трех клетей, расположенных последовательно на расстоянии друг от друга 4-5 м.

Без четкого деления на поколения динамика развития НСХП представлена А.И, Целиковым и В.И. Зюзиным. На основе материалов этих работ нами сделана попытка отметить основные этапы развития непрерывных СХП для производства холоднокатаного листа.

Этапы (поколения) развития непрерывных станов холодной прокатки

Характеристика НСХП по поколениям их развития показана в табл.1.

К НСХП первого поколения нами отнесены трехклетевые станы , начавшие действовать в 30-х годах прошлого века. К таким станам следует отнести трехклетевой стан 1680, установленный на комбинате «Запорожсталь» в 1939 г. Стан имел все клети кварто, рабочие валки диаметром 485 и опорные диаметром 1240 мм, длина бочки валков была 1680 мм. Максимальная скорость прокатки по последней клети стана составляла 3,4 м/с.

Поразительно то, что основы, заложенные в принцип работы и основные операции на непрерывных станах холодной прокатки сохранились практически до настоящего времени. Подкатом для НСХП служил подкат с ШСГП 1680 (введенного в эксплуатацию в 1938 г на этом же комбинате). Перед НСХП было размещено разматывающее устройство, а после него - моталка. Прокатку производили с натяжением. На основе уже имевшейся практики работы НСХП в США общее обжатие полосы за один проход в трех клетях выдерживали в пределах 50-60%, в результате чего из подката толщиной 2,5 мм можно было получать полосу толщиной 0,63 мм. По клетям относительные обжатия составляли: 1-я клеть - 25-30; 2-я клеть - 30-35; 3-я клеть - 12-20%. После холодной прокатки рулоны подвергали отжигу в кол паковых печах с защитной атмосферой, а после него - дрессировке и разделке на листы . В дальнейшем стан был реконструирован в четырехклетевой стан 1700.

Таблица 3

Сортамент и некоторые технические характеристики НСХП зарубежных стран

	Предприятие, страна	Год пуска в эксплуатацию	Размеры прокатываемых полос,	Толщина подката, мм	Максимальная масса рулонов, т	Число клетей	Диаметры валков, мм		Максимальная скорость прокатки,
	Baldwins Rochard and Thonos, Англия		0,3+2,65 до 1530	нет свед.
	Metailurgique d’Esperance- Longods, Бельгия		0,25-3 до 1500	нет свед.
	KlOckner-Werke, Германия		0,35-3 до 1850	нет свед.
	Fuji Iron and Steel, Япония		0,3*3,2×700+1600
	ARMCO Steel Corp., США		0,27-2,65 до 1450
	ARMCO Steel Corp., США		0,3-3,4 до 2000
	Hoesh WestfaJen-hOtte, Германия			нет свед.
	Koniklaik Niderlandske Xogovens Stahl-fabriken, Голландия		025+32×580*2050

Продолжение таблицы 3

Стан Предприятие, 1 1 страна		[ Год пуска 1 в эксплуатацию	Размеры прокатываемых полос, мм		Максимальная масса рулонов, т	Число клетей	Диаметры		Максимальная 1 скорость 1 прокатки, м/с
	Usinor, Франция		0,17+3×500+1930
	США (в источнике фирма не указана)	нет свед.	<0,25×700+1850
	Япония (в источнике фирма не укачана))	нет свед.
	Pohang, Корея
	SAB, Швеция		0,25+3×600+1550
	Nisshin, Япония		0,15+4×580+1350		нет свед.
	Avesta Polarit, Финляндия		до 3×950+1650
* Станы бесконечной прокатки. ** Диаметры промежуточных валков шести валовых клеткей. *** Стаи с совмещением процессов травления, прокатки и отжига.

Второе поколение НСХП характеризуется созданием четырехклетевых станов. В частности, в Советском Союзе были введены в эксплуатацию в 1963 г. два практически одинаковых стана 1700 (на Череповецком и Мариупольском металлургических комбинатах). Они характеризуются высокой скоростью прокатки, толщиной прокатываемых полос 0,4-3 мм. Предусматривалось, что для них будет поступать подкат с минимальной толщиной 1,8 мм, но ШСГП 1700, с которых подкат должен был поступать, прокатку полос толщиной 1,8 мм не освоили и поэтому НСХП прокатывали полосы минимальной толщины 0,5 мм.

Сортамент и техническая характеристика НСХП стран СНГ и ряда зарубежных стран приведены в табл.2 и 3.

Из таблиц видно, что начавшие работать в Советском Союзе в 60-х годах прошлого столетия НСХП не уступали зарубежным, а по скорости прокатки и превосходили их.

В этот же период времени на Магнитогорском металлургическом комбинате был введен в эксплуатацию уникальный стан 2500. До настоящего времени это единственный НСХП, имеющий длину бочки валков 2500 мм, на котором имеется возможность прокатывать полосы шириной 2350 мм.

Характерной особенностью в развитии японских станов было то, что до середины 60-х годов не было ни одного НСХП с длиной бочки валков свыше 1420 мм. Строились, в основном, одноклетевые реверсивные станы, В США и Западноевропейских странах преобладали станы с малой длиной бочки валков-- 1065-1445 мм (их число составляло 47,2% от всех НСХП), На станы средних размеров (1675-1725 мм) приходилось 30,5% и на станы с длиной бочки 2030 м - 23% .

Цехи холодной прокатки с НСХП 2-го поколения включали в себя, кроме непосредственно прокатного стана, агрегаты травления подката, отжига рулонов, нанесения защитных покрытий (главным образом, цинкования), агрегаты разделки и сортировки листов.

Долгое время законодателями мод в строительстве НСХП были США. Станы такого типа, как НСХП 1700 Череповецкого и Мариупольского металлургических комбинатов, в США строили до 60-х годов, а после 60-х строить перестали и начали строить пятиклетевые НСХП, которые можно отнести к станам третьего поколения. Отличительной их особенностью стало расширение сортамента проката до минимальной толщины 0,2 мм, увеличения скоро- н- лр0катки до 30 м/с и массы рулонов до 40 т. В этот период времени в Голандии был введен в эксплуатацию стан 2210 - первый в Европе, имевший

такую длину бочки валков (см. табл.3).

К следующему (четвертому) поколению следует отнести пятиклетевые НСХП бесконечной прокатки, а также НСХП, объединенные с непрерывно- травильным агрегатом. Первым таким станом стал в 1971 г стан 1420 фирмы «Ниппон кокан» в Фукуяме (Япония). На этом стане прокатывают холоднокатаные полосы толщиной 0,15-1,6 м. По оценке специалистов фирмы «Шлё- ман-Знмаг», переход на технологию бесконечной холодной прокатки обеспечил увеличение производительности НСХП на 50-70%. На стане 1420 повысилась также точность прокатки, примерно на 50% снизилась численность обслуживающего персонала.

После стана 1420 началось сначала в Японии, а потом и в других странах, интенсивное строительство станов бесконечной прокатки, а в ряде случаев и реконструкция действовавших станов с переводом их на работу в режим бесконечной прокатки. Следует отметить, что пятиклетевые станы бесконечной прокатки, кроме объединения с НТА и изменения входной части, по конструкции и размерам валков не отличались от обычных пятиклетевых станов.

Пятое поколения НСХП характерно уменьшением толщины подката вплоть до 1 мм, уменьшением диаметра рабочих валков и применением шестивалковых клетей, число клетей 3-5. Подавляющее большинство этих станов - станы бесконечной прокатки. В составе НСХП все клети могут быть шестивалковыми, либо - часть из них. Применение в клетях кварто рабочих валков малого диаметра позволяет уменьшить капитальные затраты на клеть на 30%, экономить до 15% электроэнергии, особенно если в сортаменте НСХП преобладают полосы толщиной 0,2-0,5 мм .

Причиной применения шестивалковых клетей в НСХП является постепенное увеличение объемов прокатки высокопрочных марок стали (вплоть до временного сопротивления 1300 МПа).

Более подробно положительные и отрицательные стороны применения Шестивалковых клетей в составе НСХП будут представлены при рассмотрении конструкций СХП.