dz_kovka

Необходимо получить партию (250000шт.) заготовок для производства стальных валков блюмингов. Масса исходных слитков 2т., общий объём 1000мм³.

1 этап.

Сущность процесса прокатки заключается в пропускании металла в зазор между вращающимися валками. При этом зазор между валками должен быть меньше толщины обрабатываемой заготовки. Валки, осуществляя деформирование, одновременно осуществляют подачу металла.

Блюминг – прокатка, конечным продуктом которой является блюм (иногда сляб) – полупродукт, предназначенный для дальнейшей прокатки. Сечение блюма – квадрат или близкое к нему сечение; сечение сляба – прямоугольник с отношением ширины к толщине 3–12.

Валки бывают гладкие, которые применяются при прокатке листов, лент; ступенчатые – для прокатки полосовой и обручной стали и ручьевые – для получения сортового проката. В блюминге применяются гладкие валки (см. рис. 1).

Итак, валок – это цилиндрическая деталь с переменным диаметром. Основные требования, предъявляемые к валку – прочность и способность выдерживать высокие температуры (температура металла, подаваемого на блюминг, колеблется от 500 до 1300^оС). Такие свойства заготовки можно получить, применив один из способов обработки давлением: прокатка, ковка или штамповка.

Ковка является процессом обработки металла давлением с использованием универсального инструмента и оборудования возвратно-поступательного периодического действия. Она состоит из ряда операций, сопровождающихся в общем случае продольными перемещениями и поворотами заготовки вокруг оси.

Разнообразные и многочисленные операции ковки позволяют получать поковки различных форм, номенклатура которых исчисляется десятками тысяч наименований.

Одним из преимуществ ковки является то обстоятельство, что помимо придания литому металлу заданной формы и улучшения механических свойств, в процессе ковки происходит залечивание дефектов особо крупных слитков, чего нельзя добиться никаким другим процессом обработки давлением. Только ковкой изготовляют крупные заготовки для валков блюмингов и другие поковки ответственного назначения.

Ковка рациональна при массовом производстве крупных поковок (по условию задания производство является массовым). Тяжёлые поковки (от 2 до 200 т и более) куют на гидравлических прессах усилиями до 150 МН (15000 тс) и более. По условию заготовки относятся к тяжёлым (её масса 2 т). Следовательно, изготавливать их нужно ковкой на гидравлическом прессе с усилием пресса 6–8 МН.

2 этап.

Процесс ковки состоит из нескольких этапов: нагрева металла, проведения кузнечных операций (как правило, на одном молоте или прессе), первичной термической обработки (отжиг, нормализация и т. п.), контроля качества поковок.

Сначала проводятся предварительные операции, подготавливающие слиток к ковке. К ним относятся биллетировка – превращение слитка в заготовку (сбивка рёбер и устранение конусности) и отрубка, или разрубка – разделение заготовки на части топором.

Затем переходят непосредственно к ковке. Она включает в себя несколько операций, имеющих целью придание заготовке необходимой формы; какие именно операции производить, зависит от конфигурации нужной поковки. В данном случае понадобятся осадка, осадка в кольцах, высадка, вытяжка. Осадкой называется операция, посредством которой увеличивают поперечное сечение исходной заготовки за счёт уменьшения её высоты (в данном случае эту операцию проводят как предварительную для уничтожения дендритной структуры слитка, повышения его качества, вскрытия пороков слитка перед его обработкой и для повышения степени уковки при последующей вытяжке). Затем проводят осадку в кольцах для образования выступов вдоль оси заготовки и высадку для уменьшения высоты части заготовки.

Вытяжкой называют операцию, с помощью которой увеличивают длину заготовки за счёт уменьшения поперечного сечения. Её осуществляют последовательными обжатиями с подачей заготовки вдоль оси и поворотом её вокруг этой оси. Два последовательных обжима с промежуточной кантовкой на 90^о называют переходом, за которым следует подача.

Затем проводят отделочные операции. К ним относятся обрезка – устранение заусенца и т. п. путём сдвига; проглаживание – устранение неровностей поковки путём пластического деформирования; правка – устранение непредусмотренной кривизны поковки; клеймение.

Все эти операции проводят с предварительным нагревом заготовки. Таким образом, осуществляется столько нагревов, сколько операций надо выполнить.

Типичными операциями первичной термической обработки являются отжиг и нормализация. Отжигом достигают перекристаллизацию стали для получения её равномерного состояния, улучшения пластичности, снижения твёрдости, уменьшения остаточных напряжений. Изотермический отжиг улучшает структуру и облегчает механообработку поковок. Такой отжиг проводят в агрегатах, состоящих из двух печей, в одной из которых происходит нагрев до температуры 950 ^оС, а в другой изотермическая выдержка при температуре 700 ^оС. Между печами расположена камера принудительного охлаждения поковок до 600 – 700 ^оС. Агрегат непрерывного действия работает в автоматическом режиме. Нормализация проводится вместо отжига для низко- и среднеуглеродистых сталей. Стали с большим содержанием углерода необходимо подвергать отжигу.

3 этап.