УВОД

Ръководството по упражнения по учебната дисциплина „Производствени

технологии“ е разработено в съответствие с учебната програма за специалност

„Инженерна логистика“ и има за цел да подпомогне обучаемите да придобият начални

знания и умения по подготовка на „шихтата“ за леене на алуминиеви сплави,

извършване на входящ и последващ контрол, обслужването на валцовите станове и

преси, нанасяне на декоративни и антикорозионни покрития.

Част първа „Леене на алуминиеви сплави“ е разработена от доц. д-р инж. Пламен

Чернокожев и гл. ас. д-р инж. Антон Антонов от Шуменски университет „Епископ

Константин Преславски“.

Част втора „Валцоване на алуминиеви сплави“ е разработена от доц. д-р инж.

Пламен Чернокожев и ас. инж. Пламен Дянков от Шуменски университет „Епископ

Константин Преславски“.

Консултант – инж. Галя Малинова от „Алкомет“ АД гр. Шумен.

ЧАСТ ПЪРВА „ЛЕЕНЕ НА АЛУМИНИЕВИ СПЛАВИ“

1. Общи положения

Леярското производство е твърде важен отрасъл в съвременното машиностроене.

В различните конструкции на машините и съоръженията 50-80 % от общата им маса са

отливки. С помощта на различните методи на леене е възможно от метали и сплави да

се получат заготовки със сложна форма, голяма част от които е невъзможно да се

изработят чрез щамповане, коване или механична обработка. Леярското производство

притежава значителни преимущества, като чрез леене могат да се получат заготовки с

всякаква конфигурация с минимални прибавки за механична обработка с добри

механични качества и свойства. Масата на отливките може да варира в широки граници

- от няколко грама до стотици тона.

Алуминия се получава от руда наречена боксит. По класическият начин на топене

на рудата алуминий не може да се получи, защото температурата на топене на

алуминия е много ниска, а температурата на топене на боксита много висока.

Единствен възможен способ за получаване на алуминий се явява електролизата.

Разходът за производството на 1 тон алуминий е в рамките на 17000 до 18000

киловатчаса. За да се рафинира алуминия, стопилката се продухва с хлор. Алуминият е

сребристобял метал с плътност 2.7 g/cm3 и температура на топене 660° С. Има голяма

електропроводимост, пластичност и корозионна устойчивост. Технически чистият

алуминий (99.0-99.8% А1) се предлага от производителите във вид на листове,

профили, тръби и др., които се използват за елементи за леко натоварени конструкции.

Сплавите на алуминиева основа намират по-широко приложение. Основните

компоненти Cu, Si, Mg и Zn образуват с алуминия еднакви по вид евтектични диаграми

(фиг.1). Според начина на обработване, алуминиевите сплави се разделят на

2

деформируеми - група А и леярски - група Б.

Деформируемите сплави се делят на неуякчаващи се при термична обработка

(подгрупа А') и уякчаващи се при термична обработка (подгрупа А").

Към подгрупа А' се отнасят сплавите от системата Al-Mg, напр. AlMg2.

Характеризират се с много добра пластичност, висока корозионна устойчивост и ниска

якост. Поради това, че нямат фазови превръщания в твърдо състояние, уякчаването им

чрез термична обработка е невъзможно. Тези сплави се уякчават само след студена

пластична деформация, като якостта им на опън Rm от около 50 МРа нараства на 150

МРа.

Към подгрупа А се отнасят сплавите от системата Al- Cu (фиг.2) със съдържание на Cu

между 0.5 и 5.7%.

Най-широко приложение намират сплавите с около 4% Cu, известни като

дуралуминиеви, напр. AlCu4Mg. При нагряване на такава сплав над линията на

насищане (фиг.2), тя ще бъде в еднофазово състояние - а - твърд разтвор. След бавно

охлаждане (отгряване) до стайна температура, в структурата (фиг.З-а, увеличение

хЮО), на фона на а - твърдия разтвор се наблюдават по-тъмните частици, изградени от

отделената вторична фаза Cu А12. Получените свойства (якост, твърдост) с течение на

времето не се изменят.

При бързото охлаждане на същата сплав (закаляване) при стайна температура се

фиксира еднофазният а - твърд разтвор (фиг.З-б, хЮО). Това състояние е неравновесно

и дори без нагряване започва отделянето на вторични фази. Такова самопроизволно

отделяне на вторични фази, произтичащо при стайна температура и предизвикващо

уякчаване на сплавта, се нарича естествено стареене.

Нагряването на сплавта до около 120° С, с цел да се ускори отделянето на

вторичните фази, се нарича изкуствено стареене. Получената структура е показана на

фиг.З-в (х900).

От леярските сплави (група Б) най-широко се използват тези, които са на основата на

Al-Si, наречени силумини (фиг.4). Силицият в техническите марки силумини е около

11-13%.

Фиг. 3

Структурата на отливките е изградена от груба, иглеста евтектика (по-тъмните

зони) и от първично отделени едри силициеви кристали (светлите зони). За да се

подобрят якостта, пластичността и обработваемостта на летите детайли, сплавите се

3

модифицират с Na (до 0.1%). Получената след модифицирането структура е показана

на фиг.3-б (х200). Виждат се светлите зони на а - твърдия разтвор и дребнозърнестата

евтектика около тях. Липсват първично отделените S кристали.

Сплавите от системата Al-Si не се подлагат на уякчаваща термична обработка и

са предназначени за отливане на малко натоварени детайли. Ако към системата Al-Si

се прибави Mg (под 1%, сплав AlSi7Mg), уякчаването след закаляване и стареене е

възможно, тъй като се отделя уякчаваща вторична фаза - Mg2Si.

Други леярски алуминиеви сплави са тези от системите Al-Mg и Al-Si-Cu. Al-

Mg сплави са с по-лоши леярски свойства, но имат висока корозионна устойчивост,

повишена якост и лесно се обработват чрез рязане. Сплавта от тази група AlMglO се

използва в корабостроенето за отливане на детайли, работещи във влажна атмосфера.

Сплавите от системата Al-Si-Cu са с добри леярски свойства и голяма

топлоустойчивост. От сплавта AlSi5Cul след отливане и термична обработка се

произвеждат бутала и цилиндрови глави за двигатели.

1.2. Непрекъснато леене на алуминий

Общи положения

Технологията се състои в непрекъснат процес на подаване на течен алуминий със

състав подходящ за изпълнение на заданията за изпълнение на изискванията към

поръчката. Стопеният метал от регенеративната пещ се подава в допълнителна

спомагателна пещ наречена „миксер“, където той се дообработва (дегазира и

рафинира) с цел улесняване на леярния процес. Леярската смес се подава в дегазираща

кутия посредством улейна система поддържаща температурата и химическият състав

на метала.Той постъпва във филтърна кутия, където се отделят нежеланите добавки и

твърди частици. Метала се обработва по химически състав чрез добавяне на Титан от

специални дозиращи бортитанови устройства.Постъпва в леярската кутия, където чрез

поплавкова система се следи подаването на метал към леярските валци. Продукт на

леенето са рулони от алуминий и негови сплави.

1.3. Технологичен процес за непрекъснато леене на алуминий и алуминиеви

сплави на линия марка “HUNTER”

Линия за непрекъснато леене “Кастер”

Основни възли на машината:

-дегазираща кутия;

-машина за леене;

-водещи ролки;-контрол на провисването;

-притискащи ролки;

-гилотина;

-опъващи ролки;

-ролков стенд;

-намоталка.

4

Техническа характеристика на оборудването:

Възможности на машината за леене:

-дебелина на лентата - 6,35; 7,0; 9,25 и 12 mm;

-максимална широчина на лентата - 1 676 mm;

-минимална широчина на лентата - 838 mm.

Размери на рулона:

-максимален външен диаметър - 1 524 mm;

-вътрешен диаметър - 600 mm.

Сплави-алуминий, деформируем с техническа чистота и алуминиеви сплави по

БДС EN 573-3. Скорост на леене - 0,38 - 1,52 m/min

Работа на машината за леене

Предварителна подготовка:

-При нови или скоро шлайфани валци (без окисен слой) да се нанесе тънък и

равномерен слой тебешир за избягване полепването на метала. Нанася се с чисто

памучно парче;

-Използвани валци с окисна покривка, да се почистят с шкурка № 400.

Почистването да става по периферията на валците и никога надлъжно.

Настройване разстоянието между валците:

-да се провери разстоянието в двата края на валците с подходящ калибър (според

желаната дебелина) при включена система и подадено пълно работно налягане;

-калибрите да се маркират от двете страни и съхраняват на подходящи места;

-разстоянието между валците да се променя чрез преместване на клиновете на

долната и горна лагерна кутия;

-при настройване на валците да се изключи хидравличната система на

притискащите ролки;

-да се провери устройството за почистване на валците дали опира по цялата

дължина.

Проверка на следните позиции при включване на машината за леене:

-температура, ниво и състояние на метала в миксера, данни от експрес анализа;

охлаждаща вода:

-температура: ~ 50 °С;

-налягане - минимум 3 атмосфери;

-изправност на водещите ролки;

-пускане и спиране на притискащи ролки;

-отваряне на страничните водачи;

-работа на гилотината;

-да се провери изправността на опъващите ролки;

-да се отвори и затвори барабана на намоталката, като се постави подходящ

сегмент, отговарящ на дебелината на стената;

-да се провери работата на количката за рулони.

Поставяне на захранващия накрайник:

-Линията да бъде готова преди захранващия накрайник да е взет от пещта.

Работата по него след подгряване и преди поставяне на машината за леене да се

извърши бързо при минимални загуби на топлина и абсорбция на влага;

-При монтиране на захранващия накрайник валците да са неподвижни;

-Захранващия накрайник да се постави на масата и закрепи с два фиксатора;

-да се приближи масата и провери края на захранващия накрайник влиза ли

между валците;

-да се повдигне и смъкне масата за настройване на накрайника;

-ако единия край на захранващия накрайник е по-висок или по-нисък от другия,

5

да се регулира посредством регулиращите болтове.

Забележка: Едно пълно завъртане на ръчното колело дава 1 mm придвижване на

накрайника напред-назад.

-да се приближи захранващия накрайник докато стоманените крайни плочи

достигнат равнината на осите на валците;

-да се измери разстоянието от стоманените крайни плочи до външния край на

рамката, разстоянието да бъде 482 mm.;

-да се провери с 0,15 луфтомер луфта по цялата дължина на валците и

стоманените крайни плочи, отдолу и отгоре;

-да се пуснат валците на ниска скорост при монтиран накрайник и провери има ли

триене между валците и накрайника и при нужда да се прешлайфат керамичните

елементи;

-с цимент “Сайерсет” да се запълнят всички места по захранващата система, от

които може да се появи теч;

-да се монтират улеите и поставят корита под тях.

1.4. Пускане на машината за леене

Отпушване:

-след инструктажа на разливана да се пусне машината за леене и зададе

максималната скорост;

-да се монтира термодвойката в главната леярска кутия;

-да се вмъкне огнеупорна плочка /изолирана “лопатка” с керамичен лист/ в

главната леярска кутия и поддръжа с лоста за отпушване на пещта;

-да се запуши отвора на захранващия накрайник;

-да се постави филтър от стъклотъкан в улея;

-да се отвори изпускателния отвор, райберова и пусне течния метал да запълни

улейната система;

-регулиращия прът да се постави на носеща конструкция;

-за да се настрои поплавъка за автоматично регулиране нивото на метала;

-да се провери улейната система за теч;

-да се регулира изпускателния отвор в главната леярска кутия;

-при температура 700 °С - 720 °С да се махне лостът от главната леярска кутия;

-след регулиране на нивото на метал в главната леярска кутия, бавно да се вдигне

керамичната „лопатка”, позволявайки на метала да тече плавно в захранващия

накрайник;

Недолей

В този случай нивото на метала в главната леярска кутия е критично. Необходимо

е преди започване на лентата да се инсталира регулиращия поплавък в главната

леярска кутия. В случай на завишено ниво на метала в главната леярска кутия има

опасност от счупване на захранващия накрайник и повреждане на валците. При

понижено ниво на метала той замръзва в накрайника и спира по- нататъшното

изтичане.

Забележка: При отстраняване на „недолея” да се внимава да не се засегне

захранващият накрайник.

При нормализиране на леенето изпускателния отвор на главната кутия да се

повдигне малко над настроеното ниво и скоростта да се намали плавно за около 2-3

минути до получаване на добра лента.

Скоростта и температурата ще варират в зависимост от вида на сплавта и

дебелината на лентата.

Насочване на лентата:

-да се затворят долните направляващи ролки на машината за леене и фиксират в

6

положение, в което отлятата лента минава над тях;

-да се смъкнат горните направляващи ролки за поддържане на лентата;

-да се провери разстоянието между водещите ролки;

-да се провери скоростта на ролките, температурата и нивото на метала;

-да се определи положението на петлята - при силно изтеглена надолу петля има

опасност лентата да се изтегли от накрайника; при издигната нагоре петля - ще се

затрудни преминаването на лентата между притискащите ролки;

-да се изтегли края на лентата между страничните водачи - 6 mm луфт е допустим

от двете страни;

-след преминаване на края на лентата през ножицата да се отрежат ленти с

дължина 25 -30 cм докато оставащия край на лентата е твърд и равномерен по ширина;

-отрязания край на лентата да се прекара през опъващите ролки и спомагателния

ролков стенд;

-да се повдигне края на лентата на ниво на захващащия процеп на барабана на

намоталката.

Забележка: Барабанът на намоталката да бъде винаги със захващащия процеп

отгоре; когато краят на лентата влезе в захващащия процеп, да се регулира

задвижването на притискащите ролки, така че краят на лентата да легне спокойно в

процепа;

-да се включи барабана на намоталката;

-да се отворят притискащите ролки;

-за се затворят опъващите ролки;

-да се включи опъна на намоталката

-петлята контролира и определя скоростта на намоталката.

Корекция на размера.

Когато условията на леене се стабилизират да се провери с микрометър

равномерността на дебелината (от ръб до ръб) по ширина.при неравномерна дебелина

да се регулира по следния начин:

-да се намали налягането в хидравличния цилиндър дотогава, докато се намали

упражняваното налягане на валците върху лентата;

-едновременно с това да се регулира размерът посредством винтовете за

настройка на клиновете, увеличавайки или намалявайки просвета между валците;

-при поява на изкривяване на лентата вследствие на различна дължина на

отлятата лента да се премести краят на захранващия накрайник от късата страна на

лентата назад, а краят от дългата страна на лентата - напред.

Навиване и смяна на рулони:

-опъващите ролки да са във вдигнато положение;

-да се премине на ръчен режим на управление на опъна;

-да се затворят притискащите ролки;

-да се отреже лентата;

-да се повдигне количката до опирането на ролките до рулона;

-ръчно да се зададе максимална скорост на намоталката;

-да се отворят притискащите ролки;

-след отрязване рулонът да се завърже с метална лента (чембер);

-да се отвори опорният лагер, да се освободи захвата и извади количката за

рулона навън;

-рулонът да се вземе с мостов кран;

-количката да се смъкне в долно положение, да се вкара под намоталката и да се

затвори опорния лагер;

-да се завърти барабана със захващащия процеп отгоре;

7

-да се захване лентата за навиване на нов рулон;

-да се включи автоматичен режим на работа на опъна;

-рулоните да се пазят от замърсявания, масла, драскотини и други материали.

1.5. Спиране на машината за леене:

-Да се изключи автоматичният регулатор;

-Да се отмести регулиращия прът и изчисти изпускателния отвор с райбера;

-Да се запуши изпускателят;

-Да се извади автоматичният регулатор от главната леярска кутия;

-Да се извади алармения поплавък от главната леярска кутия;

-Да се извади термодвойката от главната леярска кутия;

-Да се отпуши дренажният отвор от главната леярска кутия и металоприемника;

-Да се отпуши дренажния отвор на кутията за дегазиране;

-Да се спре въртенето на валците;

-Да се свали улеят и изчисти останалият метал;

-Да се свали главната леярска кутия и изчисти останалия метал;

-Да се свали разпределителната кутия и изчисти останалия метал;

-Да се свали накрайника с помощта на съответното приспособление;

-Намоталката да се превключи на ръчно управление и навие останалата лента.

Забележка: Да се отрежат последните сантиметри от лентата до получаването на

прав и твърд край.

-Рулонът да се завърже с метална лента /чембер/ и маркира;

-Да се провери изпускателния отвор на миксера;

-Да се изчисти разлетият метал;

-Да се изпразнят мулдите;

-Да се подготви за следващия пуск;

-Контрол на качеството

1.6. Допустими отклонения от размерите и формата

Допустимите отклонения са регламентирани в АС 01102-2000 максимално

допустимо тегло при широчина; за 1 100 mm - 4 400 kg за 1 200 mm - 4 800 kg , за 1 600

mm - 6 400 kg; разликата в дебелината на лентата, измерена в началото, средата и в

края на всеки рулон, да не надвишава 0,35 mm.; изпъкналостта на лентата не трябва да

бъде повече от (1 ± 0,5)% от дебелината на лентата; размерите на лентата да се

проверяват на пробата (темплета) за макроанализ, преди разяждането с киселина, като

се измерва по широчина на лентата на всеки 70-75 mm; допуск по широчина +10 mm,

измерва се на пробата (темплета) за макроанализ, при студена лента.

1.7. Характерни проблеми при леене

НАЧАЛО НА ЛЕНТАТА:

- влага в накрайника - проявява се с празноти и прекъсвания, повтарящи се по

дълги интервали на лентата;

- празноти вследствие високата скорост на валците - да се намали скоростта на

леене;

- вълнови образувания по лентата и раковини по страничния ръб, вследствие

високото ниво в главната леярска кутия - да се намали нивото на метала;

- стрелковидни празноти в отлетия лист вследствие триенето между захранващия

накрайник и валците - да се понижи височината на накрайника.

ПОЛЕПВАНЕ

Възниква при спояване на отлятата лента и валците. Причините са: много висока

температура на метала; високо налягане на валците; неподходящ химичен състав на

сплавта (елементи, формиращи фази с ниска температура на топене и имащи склонност

към ликвация при валцоване). Полепването се отстранява чрез намаляване на скоростта

8

на леене.

НАМАЛЯВАНЕ НА СЕЧЕНИЕТО

Проявява се в отлятата лента като удължена празнота, вследствие запушване

отвора на захранващия накрайник. Празнотите биват:

- външни - надлъжни дупки върху лентата;

- вътрешни - широки окисни ивици върху повърхността на лентата.

Дефектите се отстраняват чрез:

- повишаване температурата на метала;

- спиране на валците - лентата замръзва около запушването и се издърпва;

ПУКНАТИНИ

Прекъсвания на метала, течащ през захранващия накрайник. Причина -

освобождаването на акумулиран газ от повредена керамична плоча в накрайника.

ЗАМРЪЗНАЛИ РЪБОВЕ

Дефект, причинен вследствие замръзване на метал в краищата на захранващия

накрайник. Отстраняване - да се повиши температурата на метала.

ИЗВИВАНЕ

ПРИЧИНЯВА СЕ ОТ: разлика в ширината на просвета в двата края на валците;

разместване на захранващия накрайник. Отстранява се с ръчно регулиране на

захранващия накрайник или на валците.

ВЪЛНООБРАЗНА ПОВЪРХНОСТ

Проявява се като видими ивици напречно по повърхността на отлятата лентата.

Причина - пулсациите на стълба течен метал в захранващия накрайник. Отстранява се

чрез намаляване главното ниво на метала и коригиране на температурата му.

ТОПЛИННИ ДУПКИ

Причини - обратно падане на полутвърд метал в захранващия накрайник,

вследствие твърде високата температура на метала при определена скорост.

Отстранява се чрез понижаване на температурата на метала.

ГРУБИ ЗЪРНА В ОТЛИВКАТА.

Причина - нарушаване процеса на модифициране на зърната.

СТЪЛБОВИДНИ ЗЪРНА

Груби дендриди в отлетия лист, насочени успоредно по посоката на леене.

Причина - градиентът на охлаждане на отлята лента превишава градиента на охлаждане

на валците. Запушване в отворите за изтичане на метал. Отстранява се чрез:

повишаване средната скорост на машината за леене; повишаване концентрацията при

модифициране на зърната.

1.8. Полунепрекъснато леене на алуминий

1.9. Обши положения.

Това е така наречената система за леене“≦А08ТАБТ”. Идеята залегнала в

основата на инсталациите за непрекъснато леене на алуминий е да се получи блок с

голяма дължина. Независимо от разликите в конструкцията, всички машини за

непрекъснато леене използват следните основни технологични възли:

- кристализатор;

- зона на вторичното охлаждане;

- теглеща и изправяща клетка;

- устройство за рязане на блока.

Течният алуминий контактува със студената повърхност на кристализатора и на

долната и страничната повърхност на блока бързо се образува твърда кора. От

кристализатора блокът с още течна сърцевина постъпва в зоната на вторичното

охлаждане, състояща се от масивни пръти или ролки и група дюзи, които подават вода

към повърхността на блока. Направляващите, свободно въртящи се ролки предпазват

9

блока от издуване на кората по широките страни. В резултат на интензивното

охлаждане твърдата кора бързо нараства. Степента на охлаждане и скоростта на

изтегляне на блока се избират такива, че течната сърцевина да се втвърдява преди

постъпването на блока в клетката на изтеглящите (теглещите) ролки. При всички

случаи течният метал се налива в горната част на водоохлаждаем кристализатор, а от

долната част непрекъснато се изтегля.

Радиалните инсталации са получили най-голямо разпространение в световната

практика. В тях кривината на блока, зададена от кристализатора, се съхранява

неизменно до неговото пълно втвърдяване. Ролките на зоната за вторично охлаждане

се разполагат по дъгата на окръжност с постоянен радиус. Изправянето на напълно

втвърдения блок става едностадийно при изхода му в хоризонтално положение от

валците наизправящо-теглещотоустройство. Най-важният конструктивен параметър на

радиалната инсталация е радиусът на технологичната ос. Неговата големина се

определя така, че той да гарантира път, достатъчен за пълното втвърдяване на блока до

момента на изправяне при зададена линейна скорост на изтегляне и освен това да не

превиши допустимата степен на деформация при изправяне.

1.10. Технологичен процес за непрекъснато леене на алуминий и

алуминиеви сплави на линия марка “WAGSTAFF”

Техническа характеристика на пещта

Обем на пещта пълен 34 000 kg;

Разстояние от пода до оста на работните отвори 575 mm;

Количество на работните отвори -1;

Облицовка на работния обем на ваната на миксера бетон Albond LG Температура

на разливания метал 710 - 720 °С.;

Регулиране на температурата на метала в пещта автоматично до температурата на

метала или въздуха;

Техническа характеристика на машината за леене: Брой на едновременно

отливаните плътни блокове: диаметър 152 mm - 46 бр. диаметър 203 mm - 28 бр.;

Максимална дължина на отливаните блокове: 6500 mm;

Максимален диаметър на отливания блок: 203 mm;

Интервал на скоростите на леене: диаметър 152 mm - 110 - 155 mm/min;

диаметър 203 mm- 90 - 115 mm/min.

Ред за изпълнение на подготвителните операции за леене

Подготовка на улейната система: почистване на системата от алуминий и

неметални включения останали от предходно леене или престой; текущ ремонт -

попълване на дупки и пукнатини в огнеупора (ако се налага), за което се използват

специални огнеупорни смеси; обмазване улеите с разтвор на бор-нитрит, с цел

опазването им от полепване на метал и удължаване на живота им; подгряване за

отстраняване евентуална влага и темпериране на огнеупорите: осъществява се с

допълнителни подвижни газови горелки в продължение минимум на 20 минути.

Подготовка на дегазираща кутия:

Подгряване в неутрална среда (азот) за намаляване окислението оглежда се за

пукнатини и влага. Пълнене на кутията проверява се готовността на дренажния отвор,

отваря се капака, визуално се проверява здравината на огнеупора,и наличие на влага

следи се температурата на нагревателя да е по-ниска от тази на постъпващия течен

метал пуска се аргон преди потапяне на ротора в метала кутията се пълни с метал до

ниво 3 cм. под отвора затваря се капака; Стартиране на дегазирането почистват се двете

камери от шлак изравняват се температурите на нагревателя, въздуха и течния

алуминий, коригират се оборотите на ротора на бъркалката задава се дебита на

рафиниращия газ; подвежда се Ti-B жица в кутията.

10

Подготовка на филтърна кутия: почистване на огнеупора от алуминий и шлака от

предходно леене внимателно поставяне на нов филтър; погряване на кутията с

подвижна газова горелка, за премахване влагата, и подобряване пропускливостта на

филтъра

Подготовка на кристализаторите: визуален оглед на вътрешната повърхност на

кристализаторите, проверка по документация за размера им; проверка на стационарен

стенд порьозността на графитовите пръстени продухват се със въздух отворите за

водата; отстранява се старото покритие на дисковете и се нанася борнитрит, проверява

се с огледала разстоянието между графитния пръстен и стартовата глава - (0-3 mm.)

Проверка охлаждането на кристализаторите: премахват се остатъците от втвърден

метал; проверяват се дренажните отвори и свободното изтичане на вода; визуално се

оглежда всеки кристализатор през специалните отвори за наличие на водни течове

към дренажния улей.

Проверка на основата на машината за леене: преглежда се и се поправя покритието на

тапите;подсушават се, нанася се маслен филм на повърхността им центриране и

подравняване на стартовите глави и масата. Проверка механизма на масата- преглеждат

се пантите и се стягат гресират се болтовете, проверява се индикатора за височина на

масата.

Проверка на системата за смазване: преглеждат се инжекторите и тръбите за масло за

течове; проверява се масления филтър на клапана за обезвъздушаване, проверява се

маслената помпа.

Проверка на газовата система: обезвъздушава се, проверява се обратната връзка на

въздуха.

Поставяне термодвойки в захранващия улей и в най-отдалечения кристализатор.

1.11. Леене

ВСИЧКИ ПРОВЕРКИ И ПРОЦЕДУРИ ПО ГОТОВНОСТТА ЗА ЛЕЕНЕ СА

ЗАЛОЖЕНИ В КОМПЮТЪРНАТА ПРОГРАМА НА ЛИНИЯТА. ИЗВЪРШВАТ СЕ

ПОСЛЕДОВАТЕЛНО И СЛЕД ПЪЛНА ГОТОВНОСТ СЕ ПОДАВА СИГНАЛ ЗА

ЗАПОЧВАНЕ НА ЛЕЕНЕТО.

Стартиране на леенето:

- отпушва се отвора на пещ-миксер за изтичане на течния метал;

- запълване на улейната система и дегазиращата кутия- при запълване на улейната

система преди масата се издърпават преградите до напълване на всички входни отвори

на кристализаторите;

- изчаква се необходимото време за задържане и се увеличава налягането на газта

до стартово ниво;

- включва се придвижването на платформата със стартова скорост;

- след отливане на началния участък се намалява налягането на газта до работно

ниво.

Леене в установен режим:

- поддържа се нивото на метала на масата до 40 мм. под връхния край на улея; при

барбутиране на въздух през метала коригира се налягането на газа с индивидуалните

манометри за всеки кристализатор;

- визуално се оглеждат отливаните блокове за повърхностни дефекти: периодично

се изгребва шлаката от повърхността на течния метал в улейната система,

дегазиращата, филтърната кутия, както и от самата маса;

- попълва се технологичната документация.

Край на леенето:

- след достигане на необходимата дължина на отлятите блокове машината подава

сигнал за край на леене;

11

- хидравликата започва сваляне на наклоняемата пещ;

- спира се дегазирането;

-коригират се оборотите на бъркалката;

-коригира се температурата на нагревателя в дегазиращата кутия;

-намаляват се скоростта на лееене и дебита на охлаждащата вода до нива ’“край

на леене”;

-намалява се налягането на газа до начално ниво;

-след показване края на заготовките под масата, спира се придвижването на

платформата;

-демонтира се улеят между масата и филтриращата; -кутия масата се изправя за

изтегляне на отлятите блокове.

Отстраняване на технологичните краища

Отлятите кръгли блокове с помощта на кран се зареждат на линията за

окрайчване, съгласно ТИ 6.02.24.;

Контрол на стопилката, режима за леене и качеството на блока;

Контрол на температурата на течния метал в пещта се осъществява с помощта на

термодвойки, поставени в нея;

Контролът на налягането на охлаждащата вода се осъществява по манометри;

Контрол за газосъдържанието се извършва на апаратура LECO, при технологична

необходимост;

Контролът на повърхността на отлетите блокове се извършва визуално.

Проверява се правилността на маркиране, определянето на дължината на блока и

преглед на повърхността за откриване на видими дефекти;

Контрол на размерите на блоковете и на кривината се извършва със стандартен

мерителен инструмент. Всички данни от прегледа се записват в леярския журнал;

Контролът на макроструктурата на блоковете се осъществява с макротемплети.

Редът за вземане и количеството на темплетите е определен в ТИ 6.02.14.

1.12. Изисквания за безопасна работа

Лицата, работещи на линията за непрекъснато леене, да бъдат запознати с

общозаводските правила по охрана на труда.

За да се познават противопожарните правила по охрана на труда.

Всички работници да носят предпазни очила, дрехи за леяри, каски, азбестови

ръкавици.

Работните дрехи да падат свободно, панталоните да не се привързват в глезените.

Да се провери техническата изправност на съоръженията при започване на работа.

Забранява се присъствието на външни лица по време на леене на метала.

Да се подложат шлакови корита под съединенията на улеите и кутиите.

Да не се преминава под улейната система.

Забранява се почистването на линията по време на работа.

При рязане на лентата, работещите да са на безопасно разстояние.

Да не се прави опит за провиране на металната лента (чембер) при движеща се

намоталка.

Количката за рулони да се постави под рулона преди неговото отрязване.

Всички рулони на складовата площадка са се поставят върху стелажите,

Всички отпадъци от чембер да се поставят в определените за целта контейнери

Работния инструмент да се подрежда на строго определени места и поддържа в

изправност.

12

ЧАСТ ВТОРА „ВАЛЦОВАНЕ НА АЛУМИНИЕВИ СПЛАВИ“

2. Общи положения

Валцоването на метал е един от най-важните производствени процеси в съвременния

свят. Това е начин за обработване чрез пластична деформация. По-голямата част от всички

метални продукти, произведени днес са обект на метално валцоване в даден момент от

тяхното производство. Валцоването на металите често е първата стъпка в създаването на

сурови метални форми и условно се дели на горещо и студено. Отливката или заготовката от

непрекъснато леене е горещо валцувано в блуми или сляби, това са основните структури за

създаването на широка гама произвеждани форми. Блумите обикновено притежават сечение

с квадратна или близо до квадратна форма и с напречни размери 125х125 до 400х400 мм.,а

слябите са правоъгълни и обикновено са с дебелина от 65 – 300 мм и ширина от 650 – 1500

мм, като дължината им варира между 2000-3000 мм. Чрез валцуване се изработват различни

изделия, част от които са показани на фиг.5. Това са ламарини, пръти и греди с най-различно

напречно сечение, наречени валцовани профил и пръти с периодично повтарящ се профил,

наречени периодични профили. Като изходни заготовки във валцовъчното производство се

използват отлети метални блокове. Стоманените блокове са с маса до няколко десетки тона, а

блоковете от цветни метали и сплави до няколко тона.

Фиг.5. Видове валцови изделия

2.1. Видове валцоване

Трите основни начина за валцоване са надлъжно, напречно и косо.

Надлъжно

Металът се деформира между два валца, които се въртят в противоположна

посока и могат да се преместват перпендикулярно на осите си. При това се намалява

повърхността на напречното сечение на изходното изделие и се увеличава главно

неговата дължина. Използва се при производство на ламарини и профили.

Напречно

Валцовете се въртят в една посока. Обработваното изделие получава въртеливо

движение и се деформира по дължина на валцовете.

13

Косо

Валцовете са кръстосани под известен ъгъл и се въртят в еднакви посоки.

Обработваното изделие получава едновременно въртеливо и постъпателно движение и

при преминаването му през валцовете се деформира.

Фиг.6 Валцоване: (a) надлъжно, (b) напречно, (c) косо; (1) работно тяло, (2) и (3) валци

2.2. Машини и съоръжения за валцуване

Машините, с които се осъществява процесът на валцуване се наричат валцови

машини. Валцовият стан (прокатен стан) е комплекс от машини и съоръжения за

пластична деформация на метал между система валци, за дообработване на валцувания

продукт (изправяне, рязане и др.), често и за транспортирането му до склада за готова

продукция (фиг.7).

Фиг.7 Валцов стан. 1 - везна; 2 - обръщач; 3 - ролков път; 4 - вода с високо налягане; 5 - валцова клетка; 6

- ножици; 7 - готов продукт.

Машините и съоръженията на валцовия стан са основни и спомагателни.

Спомагателните машини и съоръжения на валцовия стан са предназначени за

обръщане, преместване, транспортиране, рязане на метала, изправяне, намотаване на

продукцията и други операции. Според предназначението си валцовия стан биват за

удължаване на полуфабрикат, за удължаване на метал в затворен контур. Функцията на

основните машини и съоръжения, образуващи главната линия на валцова машина, е

свързана с процеса на деформация на метала. Най-важна съставна част на валцовата

машина е валцовата клетка (работна клетка).

Елементи на валцовите клетки

Работната (валцова) клетка (фиг.8) се състои от тяло 1 и монтирани в него на

лагери, валци 2. Работната клетка е снабдена и с устройство, чрез което може да се

променя разстоянието между валиите. Валците получават въртеливо движение от

електродвигател 9 посредством предавателен механизъм, който се състои от

14

понижаваш, редуктор 7, зъбна клетка 5 и валове 3 и 4. От двигателя към редуктора и от

редуктора към зъбната клетка движението се предава чрез съединителите 6 и 8.

Необходимата посока на въртене на валците се предава чрез зъбната клетка.

Движението от зъбната клетка към вретената и от вретената към валците се предава

посредством твърди съединители.

Фиг.8. Устройство на валцовата клетка

2.3. Валцуване на блуми и сляби

Същността на валцуването на блуми и сляби е многократно деоформиране на

нагрети метални блокове между два (четири) валецав две взаимно перпендикулярни

направления до получаване на желаните размери на напречното сечени.

Агрегати за валцуване на блуми и сляби

Блуминги. Те са агрегати, предназначени за валцуване на блуми с размери

150х150 – 400х400 mm. Блумите могат да бъдат: големи с диаметър на валците D≥1150

mm; средни (D=1000 – 1100 mm); малки (D<1000 mm). Обикновено имат по една

реверсивна клетка дуо с възможност за повдигане на горния венец.

Слябинги.Те са агрегати, предназначени за валцуване на сляби с дебелина над

50 mm и широчина до 2000 mm. Характерна особеност на слабингите е наличието на

поне една валцова клтка с два хоризонтални и два вертикални валеца.

Блуминг-слябинг. Те в действителност са блуминги с валци, които имат

гладка(некалибрирана) средна част и възможност за голямо повдигане на горния валец.

Класическото разположение на съоръженията на един блуминг (блуминг-

слябинг) е показано на фиг. 9. Металните блокове постъпват на жп платформи в

отделението с нагревателни кладенци I. Поставят се и се изваждат във и от

нагревателните кладенци със специализирани съоръжения – кран-клещи. Нагретите до

температура на валцуване блокове се изваждат и поставят на самоходната платформа 2,

която ги транспортира до приемащия ролков път 3. Самоходната количка при големите

блуминги извършва кръгово движение.

Сградата на блуминга се състои от три успоредни зали. В машинната зала II са

разположени електродвигателите и всички електрически съоръжения. В технологично

отделение III са разположени всички технологични машини и съоръжения (валцова

клетка, ролкови пътища, машина за огнево почистване, ноцица и др.). В отделение IV са

разположени съоръжения за отделяне и извозване на обрезките и обгара. Складовете V

са за съхранение на блуми/сляби. За преместване на метала по време на валцуването

към валцовата клетка са монтирани манипулатор с вградени обръщачи.

15

Фиг.9. Разположение на машините и съоръженията на блуминг

1 – нагревателни кладенци; 2 – самоходна платформа; 3 – приемащ ролков път; 4 – обръщач; 5 – работен

ролков път; 6 – манипулатор; 7 – работна клетка; 8 – машина за огнево почистване; 9 - ножица

2.4. Особености при валцуване на блуми и сляби

Използване на топлината на металните блокове. Колкото по – големи са

металните блокове, толлкова по – бавно се понижава температурата им след

отливането. Този факт прави възможно оползотворяването на първоначалната топлина.

Производството се организира така, че металните блокове да остават в

добивните цехове само до образуването на твърд повърхностен слой метал, способен да

издържа теглото на все още некристализиралия течен метал. След това блоковете се

подават в отделението с нагревателните кладенци; средната температура, с която

блоковете постъпват за донагряване, е около 800°С. Такава технологична организация

води до повишаване на производителността и намаляване разхода на метал, тъй като

метала прекарва по – малко време в пещите, където се образува по – малко обгар.

Особеност на деформацията. При валцуване на големи метални блокове

деформацията стига до различна дълбочина в зависимост от геометричните и

технологични условия. При определени условия се появяват зони до които деформация

не достига. Факторите от които зависи дълбочината на деформацията, са геометричните

параметри на заоната на деформация, скоростните условия и природата на метала.

Характеристиката, описваща дълбочината на проникване на деформацията, е

отношението lg/hср ( дъга на деформация – средна дебелина на метала). В зависимост от

това отношение се различават четири вида напрегнато деформационно състояние

(фиг.10).

Фиг.10. Видове напрегнато деформационно състояние при валцуване на големи блокове

Първи случай (lg/hср ≤ 0,3). При този случай средната част на метала практически

не търпи пластична деформация. Деформацията се концентрира предимно в напречно

направление. Този случай е известен като „валцуване на твърде големи сечения“.

Деформиралите се участъци са малки и в стремежа си да се удължат, не са в състояние

да опънат основния недеформиран метал. Металът практически не се удължава.

Предната част придобива характерна част с два „езика“.

Втори случай (lg/hср = 0,3÷0,5). Този случай е близък до първия, но се различава

по това, че деформиралите се зани са сравнително по – големи и при стремежа си да се

16

удължат, принудително опъват и удължават центаралните зони. Нарича се „валцоване

на дебели сечениия“. Характерно в този случай е появата на отрицателно разширение, в

резултата от опъването, и често води до нарастването на съществуващи дефекти, като

пукнатини, разкъсвания и др.

Трети случай (lg/hср = 0,5÷1,5). За тзи тип напрегнато състояние е характерно

разпространяването на деформацията по цялата дебелина на метала. При него обаче все

още има неравномерно разпределение на деформацията (разширението и удължението

на метала по височина на напрегнатото сечение), изразено в ‚двойна бъчвообразност“.

Предният край на метала продължава да придобива вдлъбната форма. Случаят е

известен, като ”валцуване на средни сечения“и се среща при последните проходи при

валцуване на блуми.

Четвърти случай (lg/hср = 1,5÷3,5). На този случай отговаря „единичната

бъчвообразност“, при която удължаването на централните зони на метала е най-

голямо. Познат е като случай на „валцуване на сравнително тънки сечения“ и се среща

при валцуването на полуфабрикати и при последните проходи при валцуването на

блуми.

2.5. Валцуване на полуфабрикати

Под полуфабрикатсе имат предвид най-често профили с квадратно или

правоъгално сечение и с размер 40х45 до 130х130 mm; предназначени са за

понататъшно пластичнообработване.

Валцовите агрегати за производство на полуфабрикати са три вида дуо

реверсивни, лнейни агрегати трио и непрекъснати агрегати.

Реверсивните агрегати дуо се състоят от една клетка,която се разполагат

непосредствено след блуминга(в този случай се работи без междинно нагряване) или

непосредствено преди валцовия агрегат за готови профили. Във втория случай клетката

спада към профилния агрегат и се нарича чернова клетка на агрегата. Реверсивните

клетки дуо за валцуване на полуфабрикати имат диаметър на валците D=650 – 900 mm.

Линейните агрегати трио се използват все по – рядко. Имат една, две или

повече работни клеткки трио, разположени в една линия и задвижвани от един

двигател. Валците им са калибрирани по системата спрегнати калибри.

Непрекъснатите валцови агрегати са основният вид агрегати в

металургиччното производство. Разполагат се непосредствено след блумингите и

задължително имат тяхната пропускателна способност. Конструират се с хоризонтални

и вертикални валци, за да се избегне трудното обръщане (и усукването) на метала

между клетките. В състава им влизат от 10 до 14 работни клетки дуо, разположени в

една или две групи. Когато са разположени в две групи, първата група има диаметър на

валците D=700 – 900 mm, а втората група D=500 – 650 mm (фиг.11).

Фиг.11. Непрекъснат агрегат за валцуване на полуфабрикати : 1 – хоризонтална клетка; 2 – вертикална

клетка; 3 – ножица; 4 – шлепер; 5 – ролкови пътища

Разполагането на работните клетки в две групи дава възможност да се

произвеждат различни размери полуфабрикати. От първата група се получават

полуфабрикати с размери 100 – 140 mm, а от втората – с размери 60 – 100 mm.

17

След непрекъснатите агрегати за полуфабрикати се монтират планетарни

летящи ножици за нарязване на две мерни дължини, пакетиращи ролкови пътища

иохладители с въртене на полуфабриактите тип Грил, тъй като осигурява добро

качество и праволинейност.

2.6. Горещо валцуване на дебела ламарина на листове

Агрегатите за горщо валцуване на листове се характеризират с дължина на

работната част на валците. Съществуват агрегати с дължина на работната част на

валците 2300 – 3500 mm, които произвеждата ламарини на листа с максимална

широчина в интервл 2000 – 5000 mm.

Дебелолистовите агрегати включват една валцова клетка с часова

производителност до 500 000 t/h или две валцови клетки за по-голяма

производителност.

Схеми на валцуване

При валцуване на дебела ламарина съществуват четири схеми на валцуване

(фиг.12).

Схема с триетапно валцуване (фиг.12 а) се прилага, когато широчината на

полуфабриката е по-малка от широчината на листа.

Схема с едноетапно валцуване (фиг.12 б) се прилага, когато широчината на

полуфабриката съвпада с тази на листа.

Схема с двуетапно валцуване (фиг.12 в) се прилага, когато полуфабриката има

по – малка широчина, но не притежава конусност или други неравности.

Схема с едноетапно валцуване и обръщане (фиг.12 г) се прилага, когато

дължината на полуфабриката отговаря на широчината на листа.

Фиг.12. Схема на валцуване на дебели ламарини: а).триетапно валцуване; б).едноетапно валцуване;

в).двуетапно валцуване; г).едноетапно валцуване с обръщане

Дообработване на ламарината

След валуване ламарината се подлага на редица дообработващи операции –

изправяне, охлаждане, обрязване, почистване от повърхностни дефекти, вземане на

проби за механични изпитвания, маркиране, преглеждане, термично обработване,

претегляне и оформяне на поръчки. При необходимост ламарините се подлагат на

допълнителна термична обработка, консервация, намасляване и др.

Изправнето на ламарината се извършва на горещо веднага след валцуването. При

необходимост преди изправянето ламарината се подлага на ускорено охлаждане, но до

температура, не по –ниска от 650°С. Изправянето се провежда най – добре в

температурен интервал 600 700°С.

18

Охлаждането на ламарината се осъществява при движението й по ролковите

пътища и по време на престоя й върху охладителите. За да бъде прегледана, почистена

и обрязана ламарината, нейната температура трябва да се понижи под 150°С.

Преглеждането на повърхността на ламарината се извършва по време на

охлаждането върху охладителя.

Обрязването на ламарината странично и челно се извършва със съответния вид

ножици. За странично обрязване се използват дискови ножици (до 25 mm) или ножици

с люлеещи се ножове ( до 40 mm), а за челното обрязване и разкрояването – на

гилотини или ножици с люлеещи се ножове.

За идентификация на ламарините по размери, марки и др. В единия край на

всеки лист се нанася маркировка.

Термичното обработване на дебела ламарина се прилага, за да се подобрят

нейните механични и технологични качества. Включва нагряване на метала до

определена температура, задържане при тази температура и охлаждане с определена

скорост. При това в метала протичат структурни изменения; отстраняват се напрежения

съсдадени при валцуването, изстиването и рязането.

След термичните пещи ламарината задължително се подлага на повторно

изправяне.

2.7. Горещо валцуване на ламарина на рула

Горещо валцуване на ламарина, намотана на рула се прилага за асортименти с

дебелина 1,2 – 3,0 mm, широчина 1400 – 2000 mm и маса на рулата 16 – 30 t.

Валцуване на ламарина на рула на непрекъснати валцови агрегати

Горещото валцуване на ламарина на рула се извършва на непрекъснати и

полунепрекъснати агрегати с висока производителност – 6 000 000 t/h за

непрекъснатите и 2 000 000 t/h за полунепрекъснатите. Във всички случай агрегатите

се състоят от две групи валцови клетки – чернова и чистова. Чистовата група във

всички агрегати е непрекъсната и включва от 5 до 7 валцови клетки кватро. Черновата

група клетки може да се състои от1,3 или 5 валцови клетки.

Видове непрекъснати агрегати за валцуване

Съществуват различни методи за валцуване, съответстващи на вида на

използваните агрегати (фиг.13).

Валцуване на полунепрекъснати агрегати (фиг.13 а).

Валцуване на непрекъснати агрегати (фиг.13 б).

Валцуване на непрекъснати агрегати с 3 чернови универсални клетки кватро

(фиг.13 в).

Фиг.13. Непрекъснати агрегати за валцуване на рула

1 – зареждащи съоръжения; 2 – нагревателни пещи; 3 – екстрактори; 4 – вертикални обгароразбивачи; 5 –

хидравлични камери; 6 – хоризонтални клетки за разтрошаване на обгара; 7 – универсални клетки

кватро; 8 – летящи ножици; 9 – чистова група клетки кватро; 10 – системи за водно охлаждане; 11 -

намоталки

19

Валцуване на ламарина на рула на агрегати с пещни намоталки

Реверсивните агрегати с пещни намоталки са предназначени за валцуване на

стомани с високо съпротивление срещу деформация в тесен температурен интервал;

използват се при малък обем на производство.

Валцуване на ламарина на рула на планетарни агрегати

Планетарните агрегати обикновенно включват планетарна клетка, която

осъществява валцовия процес с голяма степен на деформация – 95 до 98 %, и със

скорост 6 m/s. От изходно сечение 70 – 120 mm за един проход могат да се получат

ламарини с дебелина до 1,5 mm. Температурата на метала се запазва висока и това дава

възможност за валцуване и на високолегирани стомани.

Валцуване на ламарина на рула от тънки сляби

С оглед на максимално доближаване на дебелината на полуфабрикатите до

желаната дебелина на валцуваните ламарини и на максимално използване на топлината

на течния метал се използват специфични леярски валцови комплекси за валцуване на

тънки сляби.

Дообработване на дебелите ламарини, намотани на рула

Част от продукцията на агрегатите за горещо валцуване се експедират на рула, без

да се подлагат на дообработване. В този случай намотаните рула от намоталките се

обвързват с ленти по периферията и по конвейер се отправят за цеховете за студено

валцуване или в склад за рулони с механизация за допълнително опаковане и

експедиция.

Останалата продукция, предназначена за дообработване по конвейер постъпва в

склад за рула на отделението за дообработване.

Към дообработващите операции спадат охлаждане, размотаване, изправяне,

напречно или надлъжно разкрояване, термично обработване, отстраняване на

повърхностни дефекти и др.

Дообработващите операции се извършват на отделни поточни линии. Най –

често се използват поточна линия за напречно разкрояване и сортиране, поточна линия

за надлъжно разкрояване до ленти (щрипс) или комбинирани линии за напречно и

надлъжно разкрояване. За стоманите с особени свойства са предназначени агрегати за

нормализация и отгряване, съоръжения за байцване и др.

2.8. Студено валцуване на ламарина

Към студеновалцуваните ламарини спадат онези, които са валцуват в студено

състояние, в резултат на което се стига до дебелина от 2 до 0,1 mm. Тук се включват и

всички ламарини с нанесени върху тях метални и неметални покрития.

Изходен материал за студено валцуване на ламарини са горещовалцуваните

ламарини на рула с дебелина от 2 до 4 mm.

Подготовка за валцуване

Към подготовката за студено валцуване се отнасят операциите обрязване,

преглеждане, изрязване на дефектни места, уголемяване (уедряване) на рулата,

почистване от обгар и др. Агрегатите за подготовка на метала за студено валцуване са

комбинирани в една или две поточни линии. Най- често се използва един агрегат –

агрегат за байцване. Когато се цели кангалите да се уедрят до по-големи, отначало се

използва агрегат за подготовка, след което металът се подлага на байцване.

Подготвителните агрегати се използват и за след студено валцуване за подготовка на

метала за следващо нанасяне на метални и немаетални покрития. При валцуване на

специални стомани подготвителните агрегати са задължителни.

В агрегатите за подготовка на метала се изпълняват следните операции:

обрязване; контрол на повърността; изрязване на дефектни участъци; уголемяване на

рула.

20

Типичен агрегат за подготовка на метала е показан на (фиг.14). в него са

включени следните машини и съоръжения: размоталка - 1, кладенците (ямите) за

образуващото се метално ухо (излишък) - 2, теглещи ролки – 3, дисковата ножица за

странично обрязване - 4, участъка за контрол на повърхностни и вътрешни дефекти със

съответни дефектоскопски съоръжения – 5, гилотинната ножица за обрязване на

предния и задния край – 6, стикозаварящата машина – 7, S –образният теглещ блок – 8,

и намоталката – 9.

Фиг.14. Схема на агрегат за подготовка

Най-важната подготвителна операция при студеното валцуване е отстраняването

на обгара от повърхността на горещовалцувания полуфабрикат. В повечето случаи се

извършва чрез байцване.

Байцването се провежда чрез преминаване на метала през вани с киселинен

разтвор, като концентрацията на киселините е 8-12 % за цветни метали и 15-20 % - за

черни метали. Разтворите се нагряват до температура 40-70°С.

Валцуване

Студеното валцуване на ламарини се осъществява на реверсивни или

непрекъснати агрегати. Типът на валцовия агрегат се избира в зависимост от

производителността и от асортимента на валцуваните изделия. Когато в асортимента

преобладават труднодеформируеми стомани, задължително се използват реверсивни

агрегати с 20-валцови клетки или с клетки тип MKW.

Технологичния процес при студено валцуване на ламарини обхваща редица

операции, като валцуване, отгряване за снемане на наклепа, дресиране и др.

На фиг. 15 са представени типичните схеми на три вида агрегати за валцуване на

студено.

Непрекъснатият агрегат (фиг.15 а) е типичен за цехове с голяма мощност.

Поточната линия на агрегата включва две размоталки – 1, четири, пет или шест валцови

клетки кватро – 2 и намоталка – 6. Между всички клетки има автоматизирани

устройства за регулиране на ухото.

Реверсивните агрегати (фиг.15 б) обикновено имат по една реверсивна валцова

клетка кватро – 2, реверсивна 20-валцова клетка или реверсивна клетка тип MKW. В

линията на реверсивните агрегати има две размоталки и една намоталка, но в този

случай те са пригодени да работят в режим на намотаване-размотаване.

Непрекъснати влцови агрегати с непрекъснато заваряване на рулата едно за

друго и осигуряване на непрекъсната лента за валцуване (фиг.15 в). Тези агрегати

включват съоръжения за осигуряване на непрекъснат режим на работа чрез заваръчни

машини за свързване на краищата на ламарината от рулата – 7, теглещи S-образни

блокове – 8 и акумулатор на дължина (ухо) – 9. След валцовите клетки са монтирани

ножици – 11 за разделяне на рулата и две намоталки за поседователна работа – 6.

21

Фиг.15. Агрегати за студено валцуване на ламарина

1 – размоталки; 2 – валцови клетки; 3 – рехулатори на ухото; 4 – дебеломери; 5 – ролки; 6 – намоталки; 7

– заваряваща машина; 8 – теглещи S-образни блокове; 9 – акумулатор на дължина; 10 – гилотинна

ножица; 11 – дискова ножица

При студеното валцуване на ламарини протича процес на уякчаване или се

получава наклеп. За да се отстрани наклепа и за да се осигурят необходимите

механични и технологични свойства, ламарината се подлага на термично обработване –

отгряване. Температурата на отгряване се определя от приложената деформация при

валцуването и от химичния състав на метала. За въглеродните стомани, деформирани в

критичната област от 5-20%, отгряването трябва да бъде над температурата на

превръщане, т.е. над 870-920°С.

Отгряването на студеновалцуваната ламарина се провежда в калпакови пещи

или в непрекъснати агрегати. В калпаковите пещи рулата се поставят на групи от по

три, закриват се с муфели с пясъчни затвори и върху тях се поставя нагревателния

капак. При нагряването и охлаждането в муфела се подава защитен газ.

Непрекъснатите пещи за отгряване се използват само за студеновалцувана

ламарина с дебелина под 0,5 mm. При тях рулата се размотават, краищата им се

свързват и металната лента с едвижи непрекъснато във вертикална пещ със защитна

атмосфера. Процесът на отгряване продължава 1,5 – 2 min. след отгряване шевовете се

рзделят и металът се намотава отново на рула.

Една от технологичните операции при студено валцоване е дресирането. Това е

студено валцоване (със и без смазка) с малка стойност на деформация(0,5 – 3%) с цел

повърхностно уякчаване на отгретия метал и подобряване на неговата щамповаемост

(затруднява се обазуването на линии на плъзгане), следващо изправяне на метала и

получаване на гладка и блестяща повърхност.

Довършително обработване

Довършителната обработка на студеновалцуваната ламарина включва операциите

обрязване (челно и старнично), изправяне, дефектоскопиране, сортиране, намасляване

и опаковане. Операциите се извършват на поточни агрегати.

2.9. Производство на валцуван тел (Walzdraht)

Като валцувана тел са известни валцуваните профили от ∅5 – ∅10 mm, намотани

на кангали с маса до 1500 (2500) kg и предназначени за директно използване и като

полупродукт за производството на по – тънки телове и телени изделия.

Изгодно е да се валцува тел до минимален диаметър 5-6 mm. По-малките

размери могат успешно да се получат чрез по-нататъшно изтегляне.

Специализираните агрегати, които произвеждат тел с размери от 5 до 9 mm, за

разлика от тези, които произвеждат дребни профили и между другото и тел, са лишени

от хладилници, понеже цялата продукция се получава във вид на кангали. На

линейните агрегати телът не може да бъде произведен в кангали, по-тежки от 50 – 80

kg, тъй като поради изстудяване якостните характеристики на края на кангала се

22

различават от тези на началото му. За бързото изстудяване допринасят дълготрайността

на процеса и студените чугунени плочи на джоба, до които се допира металът.

При непрекъснатите агрегати петелката липсва съвършено или пък се образува

само на отделни, малко на брой места. Първата клетка се поставя само на около 2 m от

пещта. Предният край на пръта може да достигне намоталката, а задният още да се

намира в пещта. Скоростта на валцуване в последната клетка превишава 20 m/s.

Производството на щрипси (за направата на шевни тръби) и на ленти за

различни машиностроителни цели не се различава съществено от това на обикновените

профили. То може да се осъществи в линейни, полунепрекъснати и непрекъснати

агрегати. Обикновено в последните клетки се осъществява и полиране на изделието.

За добиване на 1 тон валцувани профилни изделия са необходими 1100 kg метал, от 40

до 170 квтч енергия, от 500 000 – 700 000 kcal топлина, от 8 до 18 m3 вода и от 0,7 до

2,2 kg валцове.

2.10.Валцуване на пръстени

Фиг. 16. Валцоване на пръстени и примерни сечения

2.11. Валцуване на периодични профили

Периодичното валцуване е процес, при който се получават изделия с напречно

сечение, което се изменя закономерно (периодично) по дължината на продукта. Така

могат да се добият полуфабрикати за дощамповане. На фиг. 17 е посочена схемата на

валцуване на периодичен профил.

Фиг. 17. Периодично валцуване

Сравнително простите периодични профили могат да бъдат валцувани на

обикновени валцови агрегати. По-сложните изделия се нуждаят от по-сложни агрегати поради следните причини:

23

необходимо е да може да се работи със сменяеми валцове, притежаващи

различни диаметри, защото дължината на изделието е в зависимост от дължината на

обиколката на валца;

ако се произвеждат профили с две лица, трябва да съществува възможност за

известно превъртане на единия валец при желание, така че периодите да съвпадат.

Тези конструктивни особености засягат обаче само едната клетка – тази, която

периодизира, тъй като останалите са от обикновен тип.

Друг начин за периодично валцуване е принципно посочен на (Фиг.18).

Металът се допира в единия си край на валеца, а от другата страна – до една греда, в

която са изрязани фигурите, които трябва да бъдат формувани. Методът е годен за

добиването само на една профилирана повърхност. Агрегатът има малка производителност.

Фиг. 18. Периодично валцуване с рейка: 1 – калибриран венец; 2 – профилирана греда; 3 – изделие; 4 –

гладък валец