Оценка изнашиваемости рабочих валков чистовой группы НШПС-1700 АО «АрселорМиттал Темиртау»
Кривцова, О.Н.; Шеркунов, В.Г.; Толкушкин, А.О.; Насонов, А.И.; Krivtsova, О.N.; Sherkunov, V.G.; Tolkushkin, A.O.; Nasonov, A.I.
URI: http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/0001.74/27154
Date: 2016
Abstract:
Уменьшение изнашиваемости валков – важный резерв совершенствования прокатного производства. В настоящее время при прокатке на стане НШПС-1700 АО «АрселорМиттал Темиртау» металла всех
назначений в клетях чистовой группы № 6–8 используются рабочие валки исполнения Hi-Cr, а в клетях
№ 9–12 – валки исполнения ICDP. При помощи прибора ИД 05009 определяли исходный и изношенный
профили валков. Измерения производили после перевалок валков, после их остывания, непосредственно
перед шлифованием. Точность измерений составляла ±0,01 мм. Фиксировали количество и сортамент
прокатанного на валках металла, марки сталей, диаметры валков, их химический состав и твердость.
В целом в работе проведена оценка изнашиваемости рабочих валков чистовой группы НШПС-1700
с использованием геометрического, кинематического и энергетического показателей изнашиваемости.
Энергетический показатель изнашиваемости универсален, так как учитывает уменьшение размера
тела от единицы работы сил трения на единице поверхности валка. Кинематический показатель изнашиваемости учитывает уменьшение радиуса валка относительно единицы пути трения поверхности валка.
Изменение геометрических показателей изнашиваемости валков с одинаковыми свойствами на различных клетях говорит о необходимости более полного учета технологических факторов, которые учитывались при расчете кинематического и энергетического показателей. The decrease of the rolls wear is an important reserve of the improvement of rolling production.
At present during rolling metal of all kinds at the wide-strip rolling mill CWRM-1700 by the JSC “Arselor-
Mittal Temirtau” work rolls of the Hi-Cr type are used in stands No.
Description:
Кривцова Ольга Николаевна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой обработки металлов давлением, Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан; [email protected]. Шеркунов Виктор Георгиевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой машин и технологий обработки материалов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; [email protected]. Толкушкин Андрей Олегович, магистрант кафедры обработки металлов давлением, Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан; [email protected]. Насонов Александр Иванович, студент, Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск. O.N. Krivtsova1, [email protected], V.G. Sherkunov2, [email protected], A.O. Tolkushkin1, [email protected], A.I. Nasonov3 1 Karaganda State Industrial University, Temirtau, Kazakhstan, 2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, 3 Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation
Show full item record
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КУЗНЕЧНОЙ СВАРКИ — Инструмент, проверенный временем
Технологический процесс кузнечной сварки металлов включает нагрев и обжатие.
Для нагрева заготовок под сварку применяют нагревательные устройства различных типов, работающие на твердом, жидком, газообразном топливе (пламенные печи и горны) и на электроэнергии [8, 22].
Пламенные печи вследствие универсальности находят широкое применение и до настоящего времени. Существенным недостатком пламенных печей является низкий термический КПД, составляющий обычно 5…6% (10… 12% для механизированных полумето — дических печей). Для повышения эффективности использования топлива в пламенных печах применяют подогрев подаваемого воздуха за счет теплоты уходящих дымовых газов в специальных устройствах (рекуператорах или регенераторах) [22]. В табл. 5.13 приведены основные типы пламенных печей и их назначение [8].
Электрические нагревательные устройства (печи сопротивления, установки индукционного и электроконтактного нагрева) менее экономичны по удельному расходу энергии, но позволяют повысить культуру производства и производительность труда, произвести полную автоматизацию и обеспечить высокую стабильность процесса [8].
Камерные печи по размерам условно подразделяют на малые (площадь пода менее 1 м2), средние (1…4 м2) и большие (более 4 м2). Выбор размеров пода обусловлен размерами нагревательных заготовок и производительностью печи. Камерные печи являются агрегатами периодического действия. Заготовки загружаются в них партиями, нагреваются одновременно до заданной температуры, а затем постепенно выдаются для обработки до полной выработки партии. Максимальная температура в рабочем пространстве камерной печи, ра-
ботающей на жидком или газообразном топливе, составляет 1300 °С.
Камерные электрические печи сопротивления имеют разные размеры и мощность. Печи серии Н обеспечивают нагрев до 950 °С, а серий Г и СН — более высокую температуру. Техническая характеристика этих печей приведена в табл. 5.14 [8].
Разработка принципиально новых нагревательных элементов (карборундовых, дисили- цидмолибденовых) позволила создать камерные печи с рабочей температурой до 1600 °С.
Одним из основных недостатков однокамерных печей является периодичность их работы, в результате чего теряется значительная часть времени на нагрев заготовок последующих партий.
Методические и полуметодические печи имеют отношение полезной ширины пода к
длине соответственно 1:6 и 1:4. При массовом производстве, когда необходимо нагревать много одинаковых заготовок, целесообразно соотношение 1:7—1:10. Преимущества методической печи с удлиненным рабочим пространством — более высокая производительность, равномерный нагрев и высокий термический КПД. Температура отходящих газов в таких печах 600…800 °С, благодаря чему расход топлива в удлиненных печах почти в 2 раза меньше, чем в коротких. Условия нагрева металла в них более благоприятные, чем в камерных, так как заготовки загружаются в зону с минимальной температурой. Перемещение заготовок по поду печи в зоны возрастающей температуры от окна загрузки до окна выдачи осуществляется специальным толкателем.
Муфельные печи могут быть использованы для нагрева небольших заготовок. Они могут работать на жидком или газорбразном топливе, а также на электроэнергии. Рабочее пространство образуют керамические (шамот или карборунд) или металлические литые или сварные (жаропрочные сплавы) муфели.
Шахтные печи применяют для нагрева заготовок большой длины. Источником теплоты в таких печах могут служить горючий газ или электроэнергия. Шахтные электропечи выпускаются двух типов: Ш-35 и Ш-55 с максимальной рабочей температурой 950°С; Г-65 и Г-95 — до 1300 °С. Обычно шахтные печи серии Г устанавливают в паре с печами серии Ш. Последние в этом случае используются для предварительного подогрева.
Шахтные печи устанавливают или на полу цеха, или при большой их высоте, в специально подготовленных котлованах.
Горны могут быть использованы в ряде случаев для нагрева мелких заготовок. Обычный открытый горн представляет собой корытообразный стол, в углублении которого помещается уголь, а снизу или сбоку подается воздух.
Нагреваемая заготовка или ее конец погружается в горящий уголь. Открытые горны малопроизводительны и отличаются повышенным расходом топлива. Поэтому их применяют только в небольших мастерских при ручной ковке для ремонтных работ.
Для нагрева заготовок в серийном производстве используют горны закрытого типа. Обычно их выполняют поворотными. Закрытые горны гораздо экономичнее открытых и позволяют обеспечить рабочую температуру 1300 °С. В качестве топлива в закрытых горнах может использоваться каменный уголь или газ.
Установки индукционного нагрева с автоматизацией подачи заготовок в индуктор, нагревом их в индукторе по заданному режиму и выдачей их для дальнейшей обработки изготовляют двух видов — периодического и методического нагрева. К ним относятся установки для нагрева цветных металлов и сплавов с малым удельным электрическим сопротивлением. Выпускаются установки серий ОКБ, И К, ИН [8].
Установки электроконтактного нагрева включают: силовой понижающий трансформатор, контактные зажимы, аппаратуру управления, механические устройства перемещения и фиксации нагреваемых заготовок [8].
Силовые трансформаторы для установок электроконтактного нагрева имеют высокий коэффициент трансформации и весьма значительные токи во вторичной обмотке. Для возможности изменения напряжения, подаваемого к заготовке, первичная обмотка трансформатора выполняется секционной. Известны одно — и многопозиционные установки электроконтактного нагрева серий К, Н и др. [8].
Для осуществления процесса кузнечной сварки используют ручные и механические молоты и ковочные прессы.
Ковочные паровоздушные молоты двойного действия предназначены для ковки заготовок средней массы. По типу станины их разделяют на одно — и двухстоечные (арочного и мостового типов).
Ковочные пневматические молоты производят свободную ковку заготовок небольшой массы. Они имеют одностоечное исполнение с параллельно расположенными рабочим и компрессорным цилиндрами. Управление осуществляется двумя совместно вращаемыми кранами (золотниками) с отдельным (средним) для холостого хода.
Ковочные гидравлические прессы предназначены преимущественно для свободной ковки полуфабрикатов из слитков.
Они могут быть колонной и рамной конструкции с верхним и нижним приводом. Прессы с нижним приводом могут быть использованы в составе автоматизированного комплекса. Основные параметры и размеры ковочных гидравлических прессов регламентированы ГОСТ 7284—88Е [8].
5.4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПРОКАТКОЙ
Сварку металлов прокаткой производят на тех же станах, что и обычную прокатку. Для нагрева заготовок у прокатных станов устанавливают нагревательные колодцы или методические печи. Существуют следующие типы нагревательных колодцев: односторонние с верхним отоплением одной или двумя горелками, двусторонние с верхним или нижним отоплением, с отоплением из центра пода,
5.15. Техническая характеристика нагревательных колодцев
|
.8005.17. Характеристика широкополосовых станов горячей прокатки
|
т/годкруглые с тангенциальным обогревом, секционные. В табл. 5.15 приведена техническая характеристика нагревательных колодцев.
В зависимости от размеров заготовок сварка может производиться на блюмингах, толстолистовых и широкополосовых станах горячей прокатки.
Одноклетевые двухвалковые реверсивные блюминги получили наибольшее распространение. В зависимости от диаметра валков их условно можно разделить на три группы: большие (1200… 1500 мм), средние (1050… 1150 мм) и малые (850… 1000 мм). Широко применяются блюминги с валками диаметром 1150… 1300 мм [22]. На многих блюмингах прокатывают также слябы.
Толстолистовые станы для прокатки листов большой толщины могут содержать двух-, трех — и четырехвалковые клети. Двухвалковые клети (с рабочим валком диаметром 900… 1250 мм и длиной 3000…3500 мм) на современных толстолистовых станах не применяют, так как вследствие большого прогиба валков лист имеет значительную разнотолщинность.
Увеличение диаметра валков ограничено необходимой степенью обжатия.
Трехвалковые клети Лаута имеют средний валок диаметром 500…755 мм, опорные —
800.. .1100 мм. При прокатке листов большой толщины чаще всего применяют четырехвалковые клети с рабочими валками диаметром
900.. .1200 мм и опорными — 1800…2400 мм. Сравнительно небольшие диаметры рабочих валков трех — и четырехвалковых клетей обеспечивают значительные степени обжатия металла. В то же время их прогиб благодаря большим диаметрам опорных валков несущественен. Характеристика некоторых толстолистовых станов приведена в табл. 5.16.
Широкополосовые станы горячей прокатки обеспечивают получение 80…90% горячекатаного листового металла непрерывным или полунепрерывным способом (НШПС или ПНШПС). Можно выделить три поколения станов НШПС и ПНШПС [2, 22]. На станах первого поколения прокатывают слябы массой менее 12 т с максимальной скоростью 14 м/с. Такой стан состоит из 10—12 клетей (четырё — пять черновой группы и пять-шесть чистовой).
Так, стан НШПС 2500 Магнитогорского металлургического комбината предназначен для прокатки полос толщиной 2… 10 мм и шириной 1250…2300 мм. Особенностью черновой группы клетей этого стана является четырехвалковая уширительная клеть.
У станов второго поколения масса прокатываемых слябов достигает 45 т, а скорость прокатки в последней клети 20…22 м/с. Черновая группа стана имеет пять-шесть, а непрерывная чистовая — шесть-семь четырехвалковых клетей. Представителями станов второго поколения могут служить НШПС 1700 Карагандинского и 2000 Новолипецкого металлургических комбинатов, предназначенные для горячей прокатки полос толщиной 1,2… 16 мм и шириной 700… 1850 мм. В табл. 5.17 приведена техническая характеристика некоторых широкополосовых станов.
Для станов третьего поколения характерна высокая скорость прокатки (менее 30 м/с),
большая масса слябов (менее 60 т), объединение двух-трех черновых клетей в непрерывную подгруппу, увеличение числа клетей в чистовой группе до восьми-девяти.
Наряду с непрерывными широкое распространение получили полунепрерывные обычные и комбинированные станы. Черновая группа обычного ПНШПС состоит из клети с вертикальными валками и из реверсивной — с горизонтальными. После прокатки в черновой группе весь металл поступает в чистовую группу клетей. Примером такого стана является ПНШПС 810 Новосибирского металлургического завода. У комбинированных ПНШПС черновая группа фактически представляет собой толстолистовой стан, а чистовая — аналогична чистовой группе НШПС. Металл, прокатанный в черновой группе, может быть направлен в чистовую или на отделку и термообработку. Представителями ПНШПС являются станы 2800/1700 Череповецкого металлургического комбината и 2300/1700 Челябинского металлургического завода [22].
Вакуумные прокатные станы позволяют сваривать прокаткой легкоокисляющиеся металлы. Такой стан включает в себя переднюю и заднюю форкамеры, вакуумные камеры с нагревательной печью и рабочей клетью и вакуумную систему.
Однако мощность вакуумных станов и габаритные размеры прокатываемых листов небольшие. Примером вакуумного прокатного стана является стан МИСиС-210.
— разработки 17 века | Britannica
С появлением восточной торговли около 1600 года торговые суда значительно выросли. Венецианский автобус был быстро вытеснен другим венецианским кораблем, винтиком. Согласно морским уставам Венеции, автобус водоизмещением 240 тонн с латинскими парусами должен был укомплектовываться экипажем из 50 матросов. Экипаж корабля с квадратными парусами такого же размера насчитывал всего 20 матросов. Так началась попытка, которая веками характеризовала торговое судоходство, — сократить количество экипажей до минимума. Это было особенно верно для океанского плавания, потому что большие экипажи были дорогими для оплаты и снабжения, а большое количество необходимых провизий иногда было критически важным в дальних плаваниях.
К 16 веку на севере суда обычно были трехмачтовыми. Это были корабли, на которых Кэбот достигла Ньюфаундленда, а Дрейк, Фробишер и Рэли плыли над мировым океаном.
Рэли писал, что голландские корабли того периода были настолько просты в управлении, что ими могла управлять команда, в три раза меньше, чем на английских кораблях. Были предприняты усилия по техническому усовершенствованию английских копий венецианских и генуэзских торговцев. В конечном итоге это привело к появлению жителя Ост-Индии 17 века. Это большое и дорогое судно должно было вступить в ожесточенную конкуренцию Англии с голландцами за торговлю Индией и островами Пряностей.
Когда европейцы начали совершать торговые путешествия на Восток, они столкнулись с древним и экономически развитым миром. Устанавливая морское сообщение с Востоком, европейские купцы могли надеяться быстро начать движение, используя уже находящихся там производителей и товары налаженного производства. В результате появились европейские «фабрики», поселения для торговли, основанные на побережьях в таких местах, как Бомбей (Мумбай), Мадрас (Ченнаи) и Калькутта (Калькутта). Здесь поселились некоторые европейские купцы, но масштабной миграции не было; производство товаров осуществлялось в соответствии с установленными процедурами и оставалось в руках азиатов.
Напротив, в Новом Свете Америки и Австралии было так мало существующего производства торговых товаров, что установление связей требовало не только открытия торгового пути, но и основания колонии для создания нового производства. Судоходство имело решающее значение в каждом из этих отношений, но стало более крупным и непрерывным в случае колоний.
Среди европейцев разгорелась ожесточенная конкуренция за богатства заморской торговли. Поскольку рейсы часто совершались торговыми консорциумами внутри зафрахтованной компании, многое известно о прибылях от отдельных рейсов туда и обратно. Стандартная прибыль составляла 100 процентов и более. В накоплении капитала странами и отдельными лицами эта торговая деятельность имела первостепенное значение. «Золотым веком» Голландии был 17-й век, и тогда же произошло и то, что Англия обогнала Францию в качестве центра промышленности Европы. Англичане быстро поняли, что их торговые корабли должны нести достаточно пушек и другой огневой мощи, чтобы защищать свои фабрики в Бомбее и других местах, а также отбиваться от пиратов и каперов в долгом путешествии на восток и с востока.
В Индии англичане оспаривали торговые концессии, особенно с Францией и Португалией; на Восточно-Индийском архипелаге соревновались голландцы и португальцы; а в Китае так было практически со всеми морскими державами северной и западной Европы. В результате торговцы из Ост-Индии были очень большими кораблями с полным вооружением и несколькими мачтами, способными плавать на большие расстояния, не создавая порта.
Чтобы обеспечить прочность и компетентность этих великих торговых кораблей, необходимо было добиться прогресса в кораблестроении. Деньги были налицо: прибыль в размере 218 процентов была зафиксирована за пять лет, и даже 50 процентов прибыли можно было получить всего за 20 месяцев. Среди тех, кто занимался более научным строительством, был британский кораблестроитель Финеас Петт (1570–1647). Появилось много прекрасного судостроения, в том числе корабли английской Ост-Индской компании, но компания слишком рано начала замораживать свои проекты, а ее методы работы представляли собой сочетание надменного высокомерия и господской коррупции.
Были назначены капитаны, которые затем передали действующую команду тому, кто больше заплатит. Образование было скудным, отношение к морякам презренным, а почтение к устоявшейся практике побеждало уроки опыта. Торговым судам приходилось нести большие экипажи, чтобы иметь достаточное количество, чтобы обезопасить их от нападения. Но в этих усилиях по обеспечению безопасности была потеряна операционная эффективность, к которой должен стремиться надежный торговый флот.
После начала 17-го века другим морским рынкам было предоставлено больше возможностей для усовершенствования торговых судов. Голландские конкуренты Англии могли строить и эксплуатировать торговые суда дешевле. В 16 веке парусным кораблем общего назначения был голландский флейт, что сделало Голландию великой морской державой 17 века. Длинный, относительно узкий корабль, предназначенный для перевозки как можно большего количества груза, имел три мачты и большой трюм под единственной палубой. На грот- и фок-мачтах было два или более квадратных паруса, а на третьей мачте — латинский парус.
Только в конце века, когда голландцы потерпели сокрушительное поражение в англо-голландских торговых войнах, Англия, наконец, получила роль ведущей державы торгового флота в мире.
Эта роль была получена отчасти потому, что Оливер Кромвель ограничил английскую торговлю перевозкой английских судов. В 1651 году Кромвель инициировал законы, направленные на борьбу с низким уровнем развития морского дела в Англии. Так называемый «Акт о мореплавании» был направлен на преодоление условий, возникших в позднем средневековье, когда Ганзейский союз, господствовавший в торговле на Балтике и в Северной Европе, осуществлял большую часть внешней морской торговли Великобритании. Когда в 16 веке власть Ганзы пришла в упадок, голландцы, только что начавшие обретать независимость от Испании в политическом плане и от Португалии в торговле, получили большую часть английской товарной торговли. Закон о навигации инициировал быстрое изменение этой модели. После восстановления монархии Стюартов английское судоходство почти удвоилось по тоннажу между 1666 и 1688 годами.
К началу 18 века Великобритания стала величайшей морской державой и обладала крупнейшим торговым флотом, пока не уступила это отличие американцам в середине -19век.
Еще одним фактором роста национального торгового флота было усиление соблюдения закона о каботаже в операциях торговых держав Северной и Западной Европы по отношению к их быстро расширяющимся колониальным империям. Каботаж был правовым принципом, впервые провозглашенным в 16 веке французами. Навигация между портами на их побережьях была ограничена французскими кораблями; позже этот принцип был распространен на судоходство между метрополией и ее заморскими колониями. Это представляло собой ограничение многих мировых торговых путей одной колониальной державой. Стало ясно, что держава, стремящаяся получить преимущество в судоходстве, будет готова поддержать расходы и сражаться, которые могут потребоваться для получения таких колоний.
В этих условиях географические знания приобрели экономическую и политическую ценность.
Именно в 17 веке голландцы, французы и англичане начали пытаться заполнить карту известных океанов. Острова и береговые линии добавлялись на морские карты почти ежегодно. К середине 18 в. были нанесены на карту все береговые линии мира, не скованные морским льдом, за весьма незначительными исключениями. Только Антарктида оставалась скрытой до середины 19 века.
Рейтинговых кораблей ВМФ с 17 по 19
Рейтинг кораблей ВМФ в 17-19 веках
Рейтинговая система Британского королевского флота использовалась для классификации военных кораблей между 17 и 19 веками. Всего было шесть ставок боевых кораблей.
Скорость корабля в основном определялась количеством орудий, которые он нес, от самых больших 120-пушечных кораблей первого ранга до 20-пушечных кораблей шестого ранга. Капитаны командовали рейтинговыми кораблями, которые всегда были корабельными, то есть имели три мачты с квадратным вооружением.
Первый ранг
Корабли первого ранга были самыми большими во флоте, их артиллерийские батареи располагались на трех палубах.
Обычно они использовались в качестве флагманов и сражались в центре боевой линии. Они были вооружены как минимум 100 тяжелыми пушками, несли экипаж из 850 человек и имели строительную меру более 2000 тонн (формула для расчета грузоподъемности корабля, а не его водоизмещения, как это принято сегодня).
Второй ранг
Линейные корабли второго ранга тоже были трехпалубными, но меньше и дешевле. Они монтировались между 90 и 98 и, как и 1-й ранг, воевали в центре боевой линии. Как правило, около 2000-тонной отметки, у них была команда около 750 человек. В отличие от первых рангов, которые были слишком ценными, чтобы рисковать ими на удаленных станциях, корабли второго ранга часто служили за границей в качестве флагманов. У них была репутация плохой управляемости и медленного плавания.
3-й ранг
Самыми многочисленными линейными кораблями были двухпалубные 3-й ранг с 64–80 орудиями. Самым эффективным и многочисленным из них был 74-пушечный корабль, во многих отношениях идеальное сочетание экономичности, боевой мощи и мореходных качеств, составлявший основу боевого флота.
Их экипаж составлял около 650 человек.
Четвертый ранг
Двухпалубные корабли в 50–60 орудий к концу XVIII века перестали быть «годными для того, чтобы стоять в строю». Имея две палубы, их дополнительные помещения сделали их подходящими флагманами для небольших зарубежных станций, а их относительно небольшая осадка сделала их полезными в качестве штабных кораблей для операций против вторжения в Северном море и Ла-Манше. Они также использовались в качестве эскорта конвоев, военных кораблей и даже иногда в качестве транспорта для заключенных. При обычной эксплуатации у них был экипаж из 350 человек, а их вес составлял около 1000 тонн.
Пятый ранг
Это были фрегаты, «гламурные корабли» ВМФ. С их основным вооружением на единственной артиллерийской палубе они были быстрыми разведчиками боевого флота, когда они не действовали в самостоятельной крейсерской роли, выслеживая вражеские торговые суда, каперов или вражеский флот. Разработанный на основе прототипов начала 18 века, пятый ранг времен адмирала лорда Нельсона имел разнообразное вооружение и расположение орудий, от 32 до 40 орудий.
