Основные требования к изделию, схема технологического процесса производства, характеристика основного оборудования. Механические свойства сплава. Требования к прокату. Методика расчета Б.В. Кучеряева. Расчет производительности основного агрегата.
Аннотация к работе
Данная работа посвящена разработке технологического процесса и определению технико-экономических показателей производства горячекатанной полосы толщиной 6 мм из МНЦ 15-20. Рассматриваются основные требования к изделию, дается схема технологического процесса производства, характеристика основного оборудования, с помощью которого будет осуществляться производство. Здесь представлен расчет технико-экономических показателей (часовой и годовой производительности основного агрегата), и описано какие параметры прокатки влияют на качество. Применение: пружины реле, детали для электротехники, детали, получаемые глубокой вытяжкой, столовые приборы; сплав хорошо деформируется в холодном состоянии, коррозионно-стойкий, хорошие пружинные свойства Свариваемость: без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки ограниченно свариваемая - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг.Для восприятия осевых усилий корпусы подушек верхнего валка с внутренней стороны (со стороны бочки валка) снабжены буртами, упирающимися в планки на углах станин; подушки нижнего валка фиксируются боковыми планками на внешних сторонах станин. Пройдя примерно пять пропусков через клеть с вертикальными валками и девять через рабочую двухвалковую клеть, сляб раскатывается до длины 5500 мм и передается к универсальной рабочей клети. Валками универсальной рабочей клети за семь-девять пропусков лист раскатывается до окончательных размеров (толщиной 4 - 50 мм, шириной 1000-2600 мм и длиной до 20000 мм). Листы толщиной от 4 до 25 мм поступают на дисковые и кромко-крошительные ножницы на которых обрезаются и измельчаются боковые кромки, затем на гильотинные ножницы поперечной резки для разрезки на мерные длины, взвешиваются и передаются рольгангами и цепными шлипперами передаточного стеллажа к листоукладчикам, которыми укладываются в карманы, и затем электромагнитными кранами убираются на склад. Для нахождения момента прокатки и усилия прокатки используется контактное касательное напряжение, вычисляемое по формуле: (1) где - контактное касательное напряжение, МПА;В данной работе обоснована технологическая схема горячего проката полосы из сплава МНЦ 15-20.
Введение
Прокатное производство во многих случая является завершающим этапом производственного цикла на металлургических предприятиях и составляет основную часть выпускаемой металлургической продукции.
Данная работа посвящена разработке технологического процесса и определению технико-экономических показателей производства горячекатанной полосы толщиной 6 мм из МНЦ 15-20.
В данной курсовой работе рассмотрены следующие три основные части: 1) Теоретическая часть
Рассматриваются основные требования к изделию, дается схема технологического процесса производства, характеристика основного оборудования, с помощью которого будет осуществляться производство.
2) Расчетная часть
Здесь рассматривается методика расчета и определяются показатели прокатки.
3) Экономическая часть.
Здесь представлен расчет технико-экономических показателей (часовой и годовой производительности основного агрегата), и описано какие параметры прокатки влияют на качество.
1. Теоретическая часть
1.1 Свойства МНЦ 15-20 и ТУ на него
Характеристики материала МНЦ 15-20 приведены в таблицах 1-5.
Таблица 1. Химический состав в % материала МНЦ 15-20
C, % Si, % Mn, % S, % P, % Fe, % Cu, % As, % Pb, % Mg, % Sb, % Bi, % Zn, % Ni Co, % до 0,03 До 0,15 до 0,3 до 0,005 до 0,005 до 0,3 60,6-68,5 до 0,01 до 0,02 до 0,05 до 0,002 до 0,002 18-22 13,5-16,5
Применение: пружины реле, детали для электротехники, детали, получаемые глубокой вытяжкой, столовые приборы; сплав хорошо деформируется в холодном состоянии, коррозионно-стойкий, хорошие пружинные свойства
Классификация: Медно-никелевый сплав
Таблица 2. Механические свойства МНЦ 15-20
Состояние материала Толщина, мм Временное сопротивление ? , МПА (кгс/мм )Относительное удлинение, ?, % не менее
Мягкое Менее 0,5 Не менее 340 27
0,5 и более 30
Полутвердое Менее 0,5 440-450 2
0,5 и более 4
Твердое Менее 0,5 540-690 -
0,5 и более 2
Особотвердое Менее 0,5 Более690 -
0,5 и более
Таблица 3. Твердость материала
Твердость материала МНЦ15-20; HB 10 -1 = 69; МПА
Твердость материала МНЦ15-20; HB 10 -1 = 157; МПА
Таблица 4. Физические свойства материала МНЦ 15-20
T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПА 1 / Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 1.4 8700 398 260
100 16,6
Таблица 5. Литейно-технологические свойства материала МНЦ 15-20
ST - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПА] d5 - Относительное удлинение при разрыве, [%] y - Относительное сужение, [%]
KCU - Ударная вязкость, [КДЖ / м2]
HB - Твердость по Бринеллю, [МПА]
Физические свойства: T - Температура, при которой получены данные свойства, [Град]
E - Модуль упругости первого рода, [МПА] a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1 / Град] l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)] r - Плотность материала, [кг/м3]
C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20T), [Дж/(кг·град)]
R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость: без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки ограниченно свариваемая - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг.
1.2 Требования к прокату
1. Ленты изготовляют в соответствии с требованиями из нейзильбера марки МНЦ 15-20
2. Ленты из нейзильбера изготовляют в мягком, полутвердом, твердом и особо твердом состоянии.
3. Поверхность лент должна быть чистой, т.е. свободной от загрязнений, затрудняющий осмотр, и не должна иметь плен, трещин, пузырей, раковин, надрывов, вмятин.
Допускаются цвета побежалости, местные покраснения и незначительные потемнения, следы технологической смазки, а также малозначительные местные дефекты - уколы, царапины, шероховатость, не выводящие ленты при контрольной зачистке за предельные отклонения по толщине.
Допускается качество поверхности контролировать по образцам, согласованным между изготовителем и потребителем.
4. Ленты должны быть ровно обрезаны, не должны иметь значительных заусенцев. Мятая и рваная кромки не допускаются. Допускается незначительная волнистость, исчезающая при контрольном изгибе вокруг оправки.
5. Серповидность лент не должна превышать 3 мм и 1 мм длины.
1.3 Выбор схемы технологического процесса производства
Для получения горячекатаной полосы выбираем следующую схему технологического производства.
Нагрев слитков перед горячей прокаткой производят в методических нагревательных печах толкательного типа. Слитки должны соответствовать требованиям ГОСТ. Перед началом загрузки слитков, печь следует разогреть до нижнего предела рабочих температур.
Рис. 1. Схема производства
Затем слиток отправляется на прокатку. Прокатка осуществляется на толстолистовом стане 2800.
Фрезерование полос осуществляется на линии двухстороннего фрезерования. Линия фрезерования рулонов предназначена для двухстороннего фрезерования полос в рулонах. Фрезерованию подлежат полосы из меди, медно-цинковых, медно-никелевых сплавов, бронзы. Качество заготовки (геометрические параметры, технические требования к поверхности, механические свойства горячекатаных полос, телескопичность намотки и т.д.) регламентировано. Каждый рулон заготовки должен иметь маркировку, содержащую: марка сплава; размер (номинальная толщина); номер партии; назначение. Маркировка должна быть нанесена мелом, маркером, специальным карандашом или чернилами на наружном витке рулона. Работа линии двухстороннего фрезерования периодическая (порулонная).
Далее заготовка поступает на травление. Операция травления проводится на машине струйного травления (МСТ), которая предназначена для травления горячекатаных полос из цветных металлов и сплавов в водном растворе серной кислоты.
Травильная машина предназначена для травления горячекатаных полос в рулонах из сплавов на медной основе и меди. Способ травления - полунепрерывный. Прокатанные на стане 850 рулоны по отводящему рольгангу поступают к машине струйного травления. Рулоны устанавливают на рольганг-накопитель при помощи мостового крана. Затем в разгибочном устройстве разгибают передний конец рулона, который задают в травильную машину. Оставшуюся часть рулона зажимают прижимными кулаками. Развернутый рулон проходит через травильную ванну. В ванне под воздействием кислоты растворяется и частично сбивается окалина с верхней и нижней сторон полосы. Избыток кислоты удаляется с поверхности полосы двумя отжимными роликами. Концентрация раствора серной кислоты в травильной ванне поддерживается в пределах 5-15% для травления заготовки, предназначенной для последующей обработки на линии рулонного фрезерования; при изготовлении проката из нефрезерованной заготовки (в случае аварийного выхода из строя ЛРФ, по производственной необходимости и т.д.) травление должно производиться травильным раствором 18-25% концентрации. Протравленная полоса проходит через холодную промывную ванну и чистильно-щеточную машину, где удаляется при помощи металлических или капроновых щеток окалина и смываются холодной водой под давлением остатки кислоты. Затем полоса подогревается в горячей промывной ванне и обдувается горячим воздухом в сушильной установке до полного высыхания. Перед сверткой полоса проходит для окончательной очистки поверхности между парой капроновых щеток. Сухая чистая полоса свертывается на сверточной машине в рулон с внутренним диаметром 500-550 мм, который выталкивается на отводящий рольганг.
Склад является точкой сбора готовой продукции (рулонов), откуда происходит ее отгрузка потребителю.
1.4 Выбор типа оборудования и его основных параметров
Горячую прокатку будем проводить на реверсивном стане 2800. Он предназначен для выпуска толстых и широких листов, характеризуемых следующими размерами: толщина 4-50 мм, ширина 1000-2500 мм и длина до 18 м (после обрезки концов и боковых кромок). Исходной заготовкой являются слябы толщиной 100-250 мм, шириной 1000-1600 мм, длиной 1500-5500 мм и массой до 8 т.
Требования к слиткам по всем контролируемым параметрам (линейные размеры, качество поверхности, химический состав, маркировка) регламентированы в соответствующих ТУ.
Вывод
В данной работе обоснована технологическая схема горячего проката полосы из сплава МНЦ 15-20. Мы подобрали оптимальное оборудование для нашего процесса и произвели расчет числа проходов, энергосиловых и технико-экономических параметров прокатки ленты по исходным данным.
Список литературы
1. Лекции по дисциплине «Обработка металлов давлением» (Лошкарев О.Н., ГТУ МИСИС, 2007), 2. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. 480 с.
3. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Справочник. - М.: Металлургия, 1973, 224 с.
4. Кучеряев Б.В., Зиновьев А.В., Крахт В.Б., Донцов К.Н. Применение разрывного поля скоростей для оценки технологических параметров листовой прокатки. Прокатное производство. №7, 2001, с. 6 - 9.
5. Справочник металлурга по цветным металлам, под редакцией Н.Н. Мурача, 2 изд., т. 1, М., 1953, 6. Hadaway W.S., Illustrations of metal work in brass and copper mostly South Indian, Madras, 1913;
7. Жадан В.Т., Гринберг Б.Г., Никонов В.Я., Технология металлов и других конструкционных материалов, 2 изд., М., 1970;