_{Введение}

Проектируемый цех предназначен для производства проката тонколистовой холоднокатаной низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки, листового проката с оцинкованным покрытием, а также проката горячеоцинкованного с полимерным покрытием, с общим объемом производства 1,2 млн. т в год.

По данным маркетинговых исследований спрос на углеродистую сталь как на отечественном, так и на зарубежном рынке за последние годы не упал, но вместе с тем требования потребителей по качеству продукции стали более жесткими.

Углеродистая и низкоуглеродистая сталь предназначена для холодноштампованных деталей, поэтому ключевым показателем пригодности металла является штампуемость, которая зависит от качества и физического состояния металла: химический состав, механические свойства, структура, склонность металла к старению и т.д.

В настоящее время на рынке проката наблюдается рост темпа потребления проката с полимерным покрытием. Прокат с полимерным покрытием используется для изготовления строительных металлоконструкций, корпусов приборов, электробытовых приборов, кровельной черепицы и т.д.  Для того что бы конкурировать с другими крупными производителями стали с полимерным покрытием необходимо постоянное усовершенствование продукции.

Оцинкованная сталь пользуется большым спросом на рынке строительных материалов из-за своей сравнительно невысокой стоимости. Оцинкованная сталь не склонна к образованию ржавчины, и прослужит долгие годы.

В качестве цеха-аналога по прокатке на стане и термической обработке низкоуглеродистых сталей принят цех производства холоднокатаного проката и покрытий (ПХПП). На стане 2030 применяется технология бесконечной прокатки полос, основа которой и взята для данного проекта. Задачи выбора настройки стана и режима прокатки для конкретной полосы реализуется комплексом УВМ ещё до входа полосы в стан. Контроль и корректировка режимов прокатки обеспечивается комплексом АСУ ТП стана, имеющих высокие точность и быстродействие. Одним из основных направлений развития цехов холодной прокатки является совмещение технологических операций в одном агрегате, т.е. совмещения травления с прокаткой. Готовая продукция удовлетворяет высоким требованиям по геометрии и качеству поверхности. Высококонвективные колпаковые печи типа «HICON/H2» австрийской фирмы «Ebner» представляет собой новаторское решение в области термической обработки металла, в которых используется защитная атмосфера из 100% водорода, что объясняет высокую конвекцию процессов при отжиге. В такой печи значительно сокращается время отжига и охлаждения и повышается производительность стенда.

В дипломном проекте использованы некоторые технологические решения цехов-аналогов, касающиеся как технологии процессов, так и технологических агрегатов и узлов.

1 Общецеховые проектные решения

1.1 Производственная программа

Производственная программа приведена в таблице 4.

В соответствии с заданием в планируемом цехе будут выпускаться следующие виды продукции:

- прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки по ГОСТ 9045-93, толщиной 0,40 –1,5 мм, шириной до 1250 мм, общая доля в производстве – 0,37;

- прокат тонколистовой холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий по ГОСТ Р 52146-2003, толщиной 0,35-1,0 мм шириной до 1250 мм, общая доля в производстве – 0,33;

- прокат холоднокатаный оцинкованный по ГОСТ Р 52246-2004, толщиной 0,30-1,0 мм шириной до 1250мм, общая доля в производстве - 0,30;

Требования к готовой продукции проектируемого цеха.

ГОСТ 9045-93 [1]распространяется на тонколистовой холоднокатаный прокат из низкоуглеродистой качественной стали толщиной до 3,9 мм, предназначенный для холодной штамповки.

Производимая продукция по ГОСТ 9045-93 в проектируемом цехе является:

- рулоны;

- по качеству отделки поверхности – I (особо высокой отделки поверхности), II (высокой отделки). Описание характеристики качества отделки поверхности I и II группы приведены в таблице 1;

- по способности к вытяжке (прокат толщиной до 2 мм) – весьма особо сложной (ВОСВ), особо сложной (ОСВ), сложной (СВ).

- по геометрии - предельные отклонения по толщине проката не должны превышать для толщин: ( 0,350,03 ) мм,(0,5-0,90,05) мм,(0,9-1,20,06) мм.

Разнотолщинность проката в одном поперечном сечении не должна превышать половины суммы предельных отклонений по толщине. Предельные отклонения по ширине проката не должны превышать (+4 мм при повышенной, +6 мм при нормальной точности). Серповидность полосы не должна превышать 3 мм на длине 1 м. Телескопичность рулонов не должны превышать 60 мм.

Прокат изготовляют в термически обработанном и дрессированном состоянии, при этом допускаются полосы - линии скольжения, пятна слипания сварки и перегиб, а показатели по пределу текучести, глубине сферической лунки, относительному удлинению, плоскостности и шероховатости не нормируются [1].

Таблица 1. Характеристика качества отделки поверхности производимой продукции

Группа отделки	Характеристика качества отделки поверхности
I	На лицевой стороне проката не допускаются дефекты, кроме отдельных рисок и царапин длиной менее 20мм. На обратной стороне проката не допускаются дефекты, глубина которых превышает ¼ суммы предельных отклонений по толщине, а также пятна загрязнений, цвета побежалости и серые пятна.
II	На обеих сторонах проката не допускаются дефекты, глубина которых превышает 1/2 суммы предельных отклонений по толщине и выводящие за минимальные размеры по толщине, а также цвета побежалости на расстоянии, превышающем 50 мм от кромок. На лицевой стороне (лучшей по качеству поверхности) не допускаются риски и царапины длиной более 50 мм

ГОСТ Р52146-2003[2]- распространяется на прокат холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием нанесенным валковым методом в агрегатах непрерывного действия, предназначенный для применения в строительстве, приборостроении, при производстве внешних панелей бытовой техники. Стандарт может быть распространен на окрашенный прокат, применяемый в других отраслях промышленности.

 Производимая продукция в проектируемом цехе по ГОСТ Р 52146-2003 является рулоны с лакокрасочным покрытием холоднокатаного горячеоцинкованного проката (ЛКПОЦ).

По виду покрытий подразделяется на:

-одностороннее – I;

-двустороннее – II.

Прокат с односторонним полимерным покрытием – это прокат с двухслойным полимерным покрытием на лицевой стороне и однослойным полимерным покрытием на обратной стороне. Двустороннее с двухслойным покрытием с обеих сторон.

По способности к вытяжке основы:

- СВ – сложной;

- ВГ – весьма глубокой;

- Г – глубокой;

- Н – нормальной.

По внешнему виду поверхности качество покрытия подразделяют на два класса: 1 и 2. Описание классов приведено в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики качества полимерного покрытия расчетного профиля.

Класс покрытия	Характеристика внешнего вида покрытия на лицевой стороне проката
1	Поверхность покрытия должна быть однатонной. Поверхность покрытия должна быть сплошной, без дефектов, проникающих до металлической основы. На поверхности не должен визуально наблюдаться узор кристаллизации цинка. Допускаются отдельные дефекты размером не более 3 мм, не проникающие до металлической основы, или небольшие группы таких дефектов. Допускаются дефекты покрытия на расстоянии не более 5 мм от кромки рулона.
2	Кроме дефектов, указанных для 1-го класса покрытия, допускаются: участки разнооттеночности; участки с различным блеском; шагрень; оспины; царапины, не проникающие до металлической основы; отпечатки, надавы; Допускаются дефекты покрытия на расстоянии не более 10 мм от кромки рулона.

По плоскостности на:

- ПВ – высокой;

- ПУ – улучшенной;

- ПН – нормальной.

В рулонах проката с полимерным покрытием 1-го класса допускается до 5% проката с полимерным покрытием 2-го класса. 

Цвет полимерного покрытия на лицевой и обратной стороне, и дополнительные требования к покрытию обратной стороны проката устанавливают по согласованию между изготовителем с потребителем.

Для защиты полимерного покрытия от механических повреждений при транспортировке и переработке допускается нанесение на лицевую сторону проката легко удаляемой полимерной пленки [2].

ГОСТ Р 52246-2004[3]. Настоящий стандарт распространяется на листовой прокат из низкоуглеродистой стали, оцинкованный в агрегатах непрерывного горячего цинкования, предназначенный для изготовления изделий методами изгиба и соединения в замок, а также профилированных, штампованных и сварных металлических изделий.

Производимый прокат с цинковым покрытием подразделяют по назначению на марки:

- 01 – для изготовления плоских изделий и плоских изделий методом изгиба;

- 02 – для изготовления посудохозяйственных изделий, изделий методом изгиба и соединением в замок;

- 03 – для изготовления штампованных изделий весьма глубокой вытяжки и сложных профилей;

- 220,250,280,320,350 – для изготовления профилированных изделий.

Цинковое покрытие нанесенное с двух сторон проката, подразделяется в зависимости от массы покрытия на классы: 60, 80, 100, 140, 180, 220, 225, 275, 350.

Покрытие оцинкованного проката по узору кристаллизации и отделке поверхности подразделяют:

- с нормальным узором кристаллизации цинка – Н;

- с нормальным узором кристаллизации цинка дрессированное – НД;

- с минимальным узором кристаллизации цинка – М;

- с минимальным узором кристаллизации цинка дрессированное МД.

По характеру кромки: с обрезной кромкой (О), и не обрезной кромкой (НО).

По способу консервации поверхности подразделяется: пассивированный, промасленный, пассивированный с промасливанием.

Оцинкованный прокат изготавливается в рулонах шириной от 900 до 1250 мм. Толщиной, включая толщину цинкового покрытия от 0,3 до 1,0мм.

Прокат для выпускаемой продукции должен быть с регламентированным химическим составом.

Химический состав стали по плавочному анализу должен соответствовать требованиям таблице 3.

Таблица 3. Химический состав стали 08Ю и 08пс.

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	углерода	марганца	серы	фосфора	кремния	Алюминиякислотораство-римого
	не более
08Ю	0,07	0,35	0,025	0,020	0,03	0,02 - 0,07
08пс	0,09	0,45	0,300	0,025	0,04	0,02 - 0,07

Таблица 4. Производственная программа.

Наименование продукции

Условия поставки

Характерные потребительские свойства

Выпуск, тыс.т.

1. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки h =0,40-1,50мм B от 900 до 1250мм.

ГОСТ 9045-93

Категория вытяжки

Т, МПа не более

В, Мпа

4, %, не менее при h

450

Менее 0,7 мм

От 0,7 до 1,5 мм

ВОСВ ОСВ СВ

185 195 205

250-350 250-350 250-380

38 34 32

40 36 34

2. Прокат тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий h =0,35-1,5мм B от 900 до 1250мм.

ГОСТ Р 52146-2003

Механические свойства при способности к вытяжке СВ - по ГОСТ 9045-93, при способности к вытяжке ВГ, Г, Н – по ГОСТ 14918-80.

400

Покрытие двустороннее грунтом и одностороннее полиэфирной эмалью ПЭ. Толщина покрытия, мкм

Грунт

Полиэфирная эмаль

5-7

20-30

3.Прокат листовой горячеоцинкованный, h =0,30-1,5мм B от 900 до 1250мм

ГОСТ Р 52246-2004

Марка проката

в, МПа не менее

Т, МПа не менее

4, %, не менее при h

350

Менее 0,7 мм

От 0,7 мм

01 02 03 220 250 280 320 350

- 270-500 270-420 300 330 360 390 420

- - - 220 250 280 320 350

- 20 24 18 17 16 15 14

- 22 26 20 19 18 17 16

Масса двухстороннего покрытия m, г/м^2,

От 60 до 350

Всего

1200