Реконструкция головной части пятиклетевого стана 1700 ПХЛ ОАО 'Северсталь'

Реконструкция головной части пятиклетевого стана 1700 ПХЛ ОАО 'Северсталь'

ВВЕДЕНИЕ

Главная ставка в технической политике ОАО «Северстали» делается на производство холоднокатаного листа: автолиста, динамной стали, проката с цинковым, алюмоцинковым и алюмокремниевым покрытиями. В основу концепции развития ПХЛ положено увеличение до 3,2 - 3,6 млн. тонн холоднокатаного металла в год.

Сюда направлялись и направляются основные инвестиции, так как тонна реализованного холоднокатаного проката приносит предприятию столько денег, сколько 1,5 тонны горячекатаного проката.

-ти клетевой стан бесконечной прокатки 1700 ПХЛ предназначен для холодной прокатки горячекатаных травленых полос, смотанных в рулоны. На стане производится прокатка травленых полос из низкоуглеродистой качественной стали, углеродистой низколегированной стали, электротехнической стали соответствующим по химическому составу маркам сталей: 08КП, 08ПС, 10КП, 10ПС 09Г2, 14Г2, 2211, 2212, 2013.

Для увеличения объема производства на 5-ти клетевом стане 1700 ПХЛ необходимо провести ряд мероприятий по устранению «узких мест».

Существующая схема с двумя разматывателями №1 и №2 на одном уровне, общими ножницами и уборкой от них не позволяет быстро подготовить полосу для процесса сварки, что не дает увеличить среднюю скорость прокатки.

Производительность стана при прокатке металла большого сечения уменьшается из-за недостаточного натяжения в петлевом накопителе, как следствие, вынужденная работа на половину петлевого устройства и даже на одну треть. Неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством, приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к его остановке, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

Целью реконструкции, 5-ти клетевого стана показанной в данном дипломном проекте, является обеспечение объёма производства до 1800000 т/год, обеспечение стабильной работы реконструированных участков и стана в целом на измененном сортаменте, а также повышение эксплуатационной надёжности оборудования и качества готовой продукции путём принятия современных и экономичных технических решений.

Цели реконструкции достигаются путём оснащения стана новым современным оборудованием, а также за счет внедрения новых и совершенствования существующих систем технологической автоматизации.

В данной дипломной работе приняты технические решения, которые обеспечивают все требования задания, а именно:

¾ улучшен доступ для ремонта и обслуживания к вновь устанавливаемому оборудованию на реконструируемых участках;

¾ значительно снижены автоколебания центрирующих устройств № 1, № 2 и № 3 путем изменения конструкции самих устройств и установки в петлевом устройстве двух дополнительных двухроликовых натяжных устройств;

¾ для подбора наиболее оптимального режима центрирования полосы на выходе ее со второй петлевой тележки, центрирующее устройство № 4 установлено вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы;

¾ исключена необходимость снижения натяжения полосы в петлевом устройстве при остановке головной части стана на сварку концов полос;

¾ сокращен цикл подготовки полосы на сварку за счет установки дополнительного оборудования, обеспечивающего подготовку концов полосы при движении её от обоих разматывателей в двух уровнях по высоте;

¾ компактное размещение дополнительного оборудования в верхнем уровне и существующего оборудования в нижнем уровне позволит сохранить неизменным положение разматывателей и стыкосварочной машины и сократить объем фундаментных работ при реконструкции;

¾ решены существовавшие ранее проблемы на входе в первую клеть:

·   вместо существующего однороликового центрирующего устройства № 5 установлено двухроликовое центрирующее устройство, обеспечивающее точность центрирования полосы на входе в первую клеть ± 1 мм;

·   установлено дополнительно натяжное устройство № 3, позволившее увеличить до 30 - 40 т и стабилизировать в установившемся и динамическом режимах натяжение полосы перед первой клетью стана;

·   улучшено качество регулирования натяжения и толщины полосы во входной зоне стана (между натяжным устройством № 3 и клетью № 1) за счет использования принципа «нулевой» клети;

¾ обеспечена возможность работы стана без петлевого устройства, но с центрированием полосы перед первой клетью (порулонная прокатка сваренных полос). Этот режим работы необходим для снижения потерь производства при ремонтных работах в петлевом устройстве и для его реконструкции.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ И КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БАЗОВОГО ВАРИАНТА

петлевого листоправильный канатный барабан

1.1 Характеристика сортамента цеха

Пятиклетевой стан бесконечной прокатки 1700 ПХЛ предназначен для холодной прокатки горячекатаных травленых полос, смотанных в рулоны. Характеристика сортамента цеха представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Требования к подкату:

·   Исходная полоса должна иметь однородные механические свойства по ширине и всей длине, кромки полосы должны быть обрезаны, не иметь надрывов и загибов на 90°.

·   Допускаемые номинальные отклонения исходной полосы по толщине по всей длине.

Толщина полосы, мм Допуск по толщине, мм

,5 - 3,0 ± 0,15

,1 - 5,5 ± 0,18

Отклонение не скачкообразное, изменяется максимально на 0,5%

толщины на метр длины полосы.

·   В поперечном сечении исходная полоса должна иметь симметричный выпуклый профиль. Толщина по середине полосы может превышать толщину кромки на следующие максимальные величины:

для полос шириной

- 1250 мм + 0,08

- 1650 мм + 0,12

Толщина кромок замеряется на расстоянии 40 мм от края полосы.

·   Отклонение по ширине полосы может быть до 2 мм в пределах одной полосы.

·   Максимальная волнистость исходных полос

Толщина, мм Волнистость, мм

2,0 - 3,0 10…7

,1 - 5,0 8…6

Для обеспечения качественной сварки под прокатку необходимо обеспечить следующие требования:

·   Разнотолщинность передних и задних концов полос одного размера не должна превышать для полос толщиной

1,5 - 5,5 мм 0,1 - 0,15 мм

·   В поперечном сечении полоса должна иметь прямоугольный или чечевицеобразный профиль.

·   Клиновидность кромок не должна превышать 0,..1 мм.

·   Ребровая кривизна (серповидность) не должна превышать 10 мм на 3000 мм.

·   Продольная кривизна не более 20 мм/пм.

·   Для стыкуемых полос, различающихся по толщине и ширине, допускается разность размеров:

по толщине не более 0,6 мм,

по ширине не более 200 мм.

·   В металле концов полосы должен отсутствовать расслой, неметаллические включения и другие металлургические дефекты.

Телескопичность рулонов должна быть не более 10 мм.

Рулоны должны быть плотно смотаны и обвязаны по образующей упаковочной лентой.

Устойчивая работа стана гарантируется при обеспечении вышеизложенных требований.

Требования к качеству готовой продукции:

·        Допускаемое относительное отклонение толщины составляет от +3,6 до 12%.

·        Для полос с необрезной кромкой допускается отклонение по ширине от 0 до 20 мм. При обрезке кромок допускаемое отклонение составляет для полосы шириной 900-1000 мм +2 мм, шириной 1000-1520 мм +5 мм.

·        Длина рулонов ограничивается их предельно допустимой массой. Максимальная масса рулона 30 тонн.

·        Коробоватость не более 10 мм на 1 метр. Для полосы, предназначенной к оцинкованию, не допускается отклонение от плоскостности более 13 мм на 1 метр длины. Серповидность не более 10 мм на длине 3 метра. Требования к качеству определяет ГОСТ 19904-74.

1.2 Характеристика технологического процесса

Схема расположения оборудования 5-ти клетевого стана «1700» представлена на рис. 1.1.

Рулоны мостовым краном или другим транспортным средством подаются поочередно на шаговые конвейеры разматывателей №1 и №2. Установку рулонов производят, когда балки конвейеров находятся в крайнем нижнем положении. Балка шагового конвейера устанавливает крайний рулон на вилку приемного стола и возвращается в исходное положение.

Каждый разматыватель 1 обслуживается приемным столом. Столы транспортируют рулоны в позицию задачи на разматыватель. Во время передвижения рулона обручка снимается вручную и производится автоматическая центровка рулона по оси стана и по высоте с осью барабана разматывателя. Подготовленные к прокатке рулоны приемным столом автоматически устанавливаются на барабан одного из разматывателей. После установки рулона на барабан разматывателя отгибается передний конец полосы и задается в правильнотянущие ролики у разматывателя №1 или в тянущие ролики у разматывателя №2. Подготовленный передний конец полосы транспортируется в позицию ожидания перед обводным роликом.

После размотки предыдущего рулона, с какой-либо позиции разматывателя, подготовленный передний конец полосы последующего рулона центрируется и правится в правильнотянущей машине 2 и подается к высечным ножницам 3, где задний и передний дефектные концы полосы режутся на листы мерной длины, которые направляются в короб для обрезков.

Обрезанный передний конец полосы или задний транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине, где обрезанный задний конец полосы предыдущего рулона или передний конец последующего рулона, имеющий большую ширину, чем стыкуемый, обрезается до ширины меньшей полосы. Подрезанные концы полос подаются в стыкосварочную машину 4. Концы полос одинаковой ширины подаются сразу в стыкосварочную машину, где производится сварка.

После сварки и зачистки грата полоса разгоняется до рабочей скорости и транспортируется в петлевое устройство 5.

Для обеспечения непрерывности процесса прокатки во время сварки концов полос в головной части стана установлены: тянущая станция, петлевое устройство с системой натяжных механизмов, центрирующих и поддерживающих роликов, для накопления около 800 м полосы.

Перед первой клетью №1 6 установлены: центрирующий ролик, устройство для закрепления полосы при перевалках опорных валков, гильотинные ножницы.

Прокатка полосы в стане осуществляется непрерывно. Для контроля технологического процесса прокатки: перед 1-ой клетью, в межклетевых промежутках и за пятой клетью расположены измерители толщины полосы; в межклетевых промежутках установлены измерители натяжения полосы; за пятой клетью 10 установлены измеритель зонных натяжений полосы и датчики температуры рабочих валков; в каждой клети установлены преобразователи усилий прокатки.

По окончании намотки полосы на одну из моталок 14, скорость стана снижается до скорости реза летучими ножницами 12, увеличивается усилие прижатия подающими роликами полосы, создавая определенные натяжения полосы на разных участках, и производится рез полосы.

Передний конец полосы подающими роликами через магнитный транспортер и ролик планшетности 11 передается на моталку №2, где при помощи ременного захлестывателя, 15 полоса подматывается на барабан моталки. После 3 - 5-ти витков, захлестыватель отводится в исходное положение, и стан разгоняется до рабочей скорости.

При заправке полосы на моталку №1, передний конец полосы отклоняющим роликом направляется к барабану моталки, и дальнейшие операции повторяются как на моталке №2.

Прокатанные рулоны снимателями транспортируются от моталок к шаговому конвейеру. На шаговом конвейере рулоны перемещаются вначале в позицию для полностью автоматической обвязки рулона по окружности и далее в позицию взвешивания.

С шагового конвейера с последней позиции рулоны могут быть сняты мостовым краном или с помощью кантователя переданы на следующий шаговый конвейер, где рулоны транспортируются в вертикальном положении и снимаются мостовым краном для дальнейшего прохождения металла по технологическому потоку.

1.3 Состав и расположение оборудования стана

.3.1 Задающее устройство с разматывателя №1

Задающее устройство предназначено для отгибки переднего конца полосы с рулона, установленного на барабане разматывателя №1, для правки рулонной кривизны переднего и заднего концов полосы и задачи переднего конца полосы в правильно-тянущую пятироликовую машину (ПТМ5).

Наружный диаметр рулона, мм 1200…2200

Ширина рулона, мм 900…1550

Толщина рулона, мм 2…5

Масса рулона, т до 30

Скорость полосы при отгибке, м/с 0,75

Диаметр приводного правильного ролика, мм 300

Гидроцилиндр качания приводного правильного ролика, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 280

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр качания откидной опоры, шт. 1

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 630

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр прижимного ролика, шт 2

диаметр поршня/штока, мм 100/60

ход поршня, мм 360

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр отгибателя, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 80/40

ход поршня, мм 450

диаметр подводов, дюймы Rс ½

Скорость перемещения поршней гидроцилиндров, м/с 0,15

Давление жидкости в гидросистеме, МПа 6,3

Ритм прокатки, рулон/час 18

Задающее устройство (рис.1.2.) состоит из прижимных роликов 1 и 9, отгибателя 3, трехроликовой правильнотянущей машины (ПТМ3) с одним приводным и двумя холостыми роликами, откидной опоры. Прижимные ролики 1 и 9 прижимаются к рулону гидроцилиндрами 2 и 10. Отгибатель 3 подводится к рулону гидроцилиндром 4.

Рис. 1.2 Задающее устройство с разматывателя №1

Приводной правильный ролик 5 трехроликовой правильнотянущей машины установлен на рычаге 6 и прижимается к холостому правильному ролику 7 двумя гидроцилиндрами 8. Откидная опора поддерживает барабан разматывателя в процессе прокатки и перемещается гидроцилиндром.

При одевании рулона на барабан разматывателя приемным столом производится медленное вращение барабана в сторону размотки. После соприкосновения торца рулона с передвижным щитом разматывателя вращение барабана прекращается, тележка приемного стола останавливается и передвижной упор возвращается в исходное положение. Передвижной упор останавливается, откидная опора опускается в крайнее нижнее положение, разматыватель перемещается на ось стана и передвижной ролик №1 подводится к рулону. Затем вилка приемного стола опускается в крайнее нижнее положение. Тележка приемного стола возвращается в исходное положение.

При достижении вилкой приемного стола крайнего нижнего положения барабан разматывателя расклинивается, а затем дается сигнал на поворот рулона в сторону, противоположной размотке на угол 230°, конец полосы устанавливается в положение, удобное для отгибки. Отгибатель 3 гиброцилиндром 4 подводится к рулону. Далее по команде оператора начинается следующий цикл автоматической задачи полосы: включается привод вращения барабана разматывателя в сторону размотки полосы и начинается отгибка и подача переднего конца в трехроликовую правильнотянущую машину.

По сигналу фотореле о наличии полосы в ПТМ3 гидроцилиндры 8 прижимают приводной правильный ролик 5 к холостому ролику 7 и привод вращения барабана разматывателя отключается. Прижимной ролик 1 и отгибатель 3 возвращается в исходное положение. От импульса конечного выключателя, фиксирующего исходное положение отгибателя, включаются привода разматывателя и приводного правильного ролика.

От импульса фотореле, фиксирующего наличие полосы за обводным роликом, установленным за разматывателем №2, привода разматывателя и приводного правильного ролика отключаются через 5-6 секунд, и полоса, пройдя расстояние 4 м, останавливается.

При отсутствии сигнала фотореле о наличии полосы за обводным роликом, полоса задается в ПТМ5 до подающих роликов листовых ножниц и останавливается.

При включении разматывателя на рабочую скорость, привод правильного приводного ролика 5 отключается, и ролик гидроцилиндрами 8 поднимается в исходное положение. Идет размотка с разматывателя №1.

По окончании размотки полосы, при переходе с рабочей скорости на заправочную (0,75 м/с) и достижении ее, поступает сигнал на включение привода правильного приводного ролика 5 и на опускание его гидроцилиндрами 8 в крайнее нижнее положение (до соприкосновения с полосой). Происходит правка заднего конца полосы.

После получения сигнала от фотореле об отсутствии полосы за ПТМ3 приводной правильный ролик 5 поднимается в исходное положение, и привод его отключается, привод вращения барабана разматывателя также отключается, далее разматыватель с расклиненным барабаном перемещается в сторону привода, откидная опора возвращается в исходное положение, выдвижной упор разматывателя складывается. Разматыватель готов к приему очередного рулона.

1.3.2 Задающее устройство с разматывателя №2

Задающее устройство предназначено для отгибки переднего конца полосы с рулона, установленного на барабане разматывателя №2 и задачи переднего конца полосы в правильнотянущую пятироликовую машину (ПТМ5).

Наружный диаметр рулона, мм 1200…2200

Ширина рулона, мм 900…1550

Толщина рулона, мм 2…5

Масса рулона, т до 30

Скорость полосы при отгибке, м/с 0,75

Диаметр головки барабана разматывателя, мм 400

Диаметр приводного тянущего ролика, мм 300

Гидроцилиндр качания ролика, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 100/60

ход поршня, мм 400

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр качания откидной опоры, шт. 1

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 630

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр отгибателя, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 80/40

ход поршня, мм 500

диаметр подводов, дюймы Rс ½

Скорость перемещения поршней гидроцилиндров, м/с 0,15

Давление жидкости в гидросистеме, МПа 6,3

Ритм прокатки, рулон/час 18

Задающее устройство (рис.1.3.) состоит из отгибателя 1, тянущих роликов 3 и 4, прижимного и обводного роликов 7 и 6 и откидной опоры (на рис. 1.3 не показана).

Рис. 1.3 Задающее устройство с разматывателя №2

Отгибатель 1 подводится к рулону гидроцилиндром 2 при прижатом к рулону прижимном ролике 7. Холостой тянущий ролик 3 прижимает полосу к приводному ролику 4 с помощью двух гидроцилиндров 5. Обводной ролик 6 поддерживает полосу на уровне ее движения в головной части стана. Откидная опора поддерживает барабан разматывателя в процессе прокатки и перемещается гидроцилиндрами 9.

При одевании рулона на барабан разматывателя приемным столом производится медленное вращение барабана в сторону размотки. После соприкосновения торца рулона с передвижным щитом разматывателя вращение барабана прекращается, тележка приемного стола останавливается, и передвижной упор возвращается в исходное положение.

Передвижной упор останавливается, откидная опора опускается в крайнее нижнее положение, разматыватель перемещается на ось стана, и прижимной ролик 7 подводится к рулону. Затем вилка приемного стола опускается в крайнее нижнее положение. Тележка приемного стола возвращается в исходное положение.

При достижении вилкой приемного стола крайнего нижнего положения барабан разматывателя расклинивается, а затем дается сигнал на поворот рулона в сторону противоположной размотке на угол 230°, конец полосы устанавливается в положение, удобное для отгибки. Отгибатель 1 гидроцилиндром 2 подводится к рулону. Далее по команде оператора начинается следующий цикл автоматической задачи полосы: включается привод вращения барабана разматывателя в сторону размотки полосы и начинается отгибка и подача переднего конца полосы за холостой тянущий ролик, который находится в исходном положении.

По сигналу фотореле о наличии полосы за роликом 3 привод барабана разматывателя отключается и гидроцилиндры 5 прижимают ролик 3 с полосой к приводному тянущему ролику 4.

При отсутствии сигнала фотореле о наличии полосы за обводным роликом включаются привода тянущего ролика и барабана разматывателя, задавая полосу в ПТМ5 до подающих роликов листовых ножниц. Полоса останавливается.

При включении разматывателя на рабочую скорость привод ролика 4 отключается, а холостой тянущий ролик 3 опускается в исходное положение. Идет размотка с разматывателя №2.

По окончании размотки полоса переходит с рабочей скорости на заправочную (0,75 м/с). При достижении ее поступает сигнал на включение привода приводного тянущего ролика 4 и на подъем холостого ролика 3 в крайнее верхнее положение.

После получения сигнала от фотореле об отсутствии полосы за роликом 3 этот ролик гидроцилиндрами 5 отводится в исходное положение, привод приводного тянущего ролика 4 отключается, привод вращения барабана разматывателя также отключается, далее разматыватель с расклиненным барабаном перемещается в сторону привода, откидная опора возвращается в исходное положение, выдвижной упор разматывателя складывается. Разматыватель готов к приему очередного рулона.

1.3.3 Установка правильнотянущей машины

Правильнотянущая машина предназначена для правки передних и задних концов травленых горячекатаных рулонов перед их сваркой и устанавливается в загрузочной части стана.

Материал обрабатываемых полос: углеродистые стали с пределом прочности до 650 Н/мм² и электротехнические стали с содержанием кремния до 1,8% и пределом прочности 475 Н/мм².

Толщина полосы, мм 2…6

Ширина полосы, мм 900…1550

Усилие прижатия тянущих роликов, кН 100

Усилие прижатия правильных роликов, кН 220

Раствор тянущих роликов, мм 180

Раствор правильных роликов, мм

наибольший 190

наименьший 155

Регулирование верхних правильных роликов

от номинального положения:

вверх, мм 10

вниз, мм 25

Высота подъема опорных роликов Ø150мм

от уровня движения полосы, мм 40

Момент на тихоходном валу мотор-редуктора, Н∙м 110

Передаточное число мотор-редуктора, u 31

Частота вращения тихоходного вала мотор-редуктора, мин-1 90

Привод правильно-тянущей машины:

наибольший крутящий момент, передаваемый валом вращения

верхнего тянущего ролика, Н∙м 3000

наибольший суммарный крутящий момент, передаваемый валами

вращения правильных роликов, Н∙м 3000

наибольшие рабочие крутящие моменты, передаваемые валами

вращения правильных роликов, Н∙м 3000

вал 1, Н∙м 80

вал 2, Н∙м 1300

вал 3, Н∙м 900

вал 4, Н∙м 200

вал 5, Н∙м 80

передаточное отношение к валам вращения

правильных роликов, u 13,454

передаточное отношение к валу вращения

верхнего тянущего ролика, мин-1 70,6

частота вращения вала верхнего тянущего ролика, мин-1 35,3

Режим работы повторно-кратковременный

Скорость полосы при правке концов, м/с 0,75

Пневмоцилиндр прижатия верхнего тянущего ролика:

диаметр поршня/штока, мм 400/90

ход, мм 200

подвода Rc 1

количество цилиндров, шт 2

Пневмоцилиндр подъема поддерживающих роликов:

диаметр поршня/штока, мм 180/50

ход, мм 150

подвода Rc ½

количество цилиндров, шт 1

Давление воздуха в пневмосистеме, МПа 0,4…0,6

Гидроцилиндр прижатия правильных роликов:

диаметр поршня/штока, мм 160/80

ход, мм 180

подвода Rc ½

количество цилиндров, шт 2

Давление жидкости в пневмосистеме, МПа 6,3

Электрооборудование:

электродвигатель переменного тока с фазным ротором типа

МТН225М6У1, N=37 кВт, n=950 об/мин, 40% ПВ, 380В, шт 1

мотор-редуктор 1МЦ2С-63-90-1, 1-РG11ЦУЗ с электродвигателем

АМ80 А4Р3, N=1,1 кВт, n=1400 об/мин, шт 2

Установка правильнотянущей машины (рис. 1.4.) состоит из собственно правильнотянущей машины и привода.

Правильнотянущая машина состоит из двух Ш-образных станин 1, связанных между собой стяжками. В пазах станины установлены тянущие ролики: верхний 2 и нижний 3, а также два верхних 4 и три нижних правильных ролика 5. Диаметр тянущих роликов 400 мм, правильных роликов - 200 мм.

Нижний тянущий ролик 3 свободно лежит на опорной поверхности в направляющих станины 1. Верхний ролик 2 устанавливается в гнездах траверсы 6, перемещаемой вертикально в направляющих станины двумя пневмоцилиндрами 7.

Рис. 1.4 Установка правильнотянущей машины

Три нижних правильных ролика 5 установлены на одну опорную плоскость таким образом, что образующие бочки роликов расположены на 30 мм ниже уровня движения полосы.

Нижние правильные ролики 5 фиксируются клиновым зажимом 8.

Два верхних правильных ролика 4 установлены в направляющих траверсы 9 и имеют каждый индивидуальный привод - мотор-редуктор, для вертикального (установочного) перемещения.

Мотор-редукторы установлены на траверсе и через цепную передачу и червячную пару осуществляют вертикальное перемещение роликов 4, обеспечивая индивидуальную настройку каждого верхнего правильного ролика 4 по высоте.

Совместное перемещение обоих правильных роликов 4 осуществляется двумя гидроцилиндрами 10, штоки которых соединены с траверсой 9, перемещаемой по направляющим станин.

Для выведения нижних правильных роликов из контакта с полосой при рабочей скорости стана предусмотрены роликовые проводки 11, которые посредством рычажной системы, приводимой пневмоцилиндром, имеют возможность вертикального перемещения.

Привод состоит из распределительного редуктора (шестеренной клети), электродвигателя, соединенного с клетью зубчатой муфтой. Шестеренная клеть и электродвигатель смонтированы на одной плите.

Исходное положение:

тянущие ролики сведены;

верхние правильные ролики подняты в крайнее положение;

проводковые ролики подняты в крайнее положение;

электродвигатель привода отключен.

После отгибки переднего конца рулона, установленного на разматывателе, и подходе переднего конца к тянущим роликам оператор включает привод правильнотянущей машины. После прохождения концом полосы последнего правильного ролика оператор опускает верхние правильные ролики и подводковые ролики в крайнее нижнее положение. Происходит правка переднего конца полосы. После обрезки переднего конца полосы оператор разводит правильные ролики и подает передний конец в стыкосварочную машину. После чего автоматически отключается привод правильнотянущей машины и верхний тянущий ролик и роликовые проводки поднимаются в крайнее положение.

Далее идет размотка на рабочей скорости. По окончании размотки рулона из АСУ ТП через 1…2 с подается сигнал на включение электродвигателя правильно-тянущей машины, опускание верхнего тянущего ролика и опускание верхних правильных и проводковых роликов. Правильнотянущая машина зажимает полосу и происходит правка заднего конца полосы.

После выхода конца полосы из машины и первого реза на ножницах, автоматически отключается привод правильнотянущей машины, поднимаются правильные ролики и проводковые ролики в крайнее положение.

Далее цикл продолжается на следующем рулоне.

1.3.4 Установка ножниц листовых с роликами

Ножницы предназначены для резки на мерные куски некондиционной части переднего и заднего концов горячекатаной полосы и сбрасывания в короб.

Характеристика полосы

материал сталь с σв≤650 МПа

ширина, max, мм 1550

Максимальное усилие реза, тс (кН) 25 (250)

Ход нижнего суппорта, мм 140

Время двойного хода суппорта, с 1,6

Перекрытие ножей, мм 0,5-1,0

Боковой зазор, мм 0,05-0,30

Пневмоцилиндр, шт 2

диаметр поршня/штока, мм 180/50

ход поршня, мм 200

давление в пневмосистеме, МПа 0,39…0,59

Гидроцилиндры, шт 1

диаметр поршня/штока, мм 60/40

ход поршня, мм 400

давление в гидросистеме, МПа 6,3

окружная скорость на бочке приводного ролика, м/с 0,75

Ножницы (рис. 1.5.) представляют собой сменный механизм резания 1, установленный в стойках 2, смонтированных на плите 3, таким образом, что нижний (подвижной) суппорт 4 механизма резания лежит на эксцентриках эксцентрикового вала 5, установленного в стойках 2 на подшипниках качения.

Рис. 1.5 Установка ножниц листовых с роликами

Механизм резания состоит из верхнего суппорта П-образной формы с прямым ножом и пружинным прижимом полосы. В направляющих верхнего суппорта расположен нижний суппорт с наклонным ножом. При работе ножниц эксцентриковый вал, вращаясь, поднимает и опускает (посредством муфты захвата) нижний суппорт, обеспечивая перекрытие ножей и рез.

На входе полосы в ножницы в стойках 2 смонтированы подающие ролики. Неприводной ролик Ø180 мм расположен ниже уровня полосы на 5 мм. Приводной ролик 6 Ø200 мм установлен на раме 7, качающейся на цапфах в стойках 2 от двух пневмоцилиндров. Рама 7 имеет два рычага с катками. Во время реза, поднимаясь под усилием нижнего суппорта, прижим, упираясь в катки, поднимает приводной ролик 6, предотвращая пластическую деформацию полосы от изгиба.

На выходе полосы из ножниц расположен откидной стол 9, приводимый в движение гидроцилиндром 10.

Привод эксцентрикового вала осуществляется от электродвигателя через редуктор и муфту предельного момента.

Привод подающего ролика осуществляется от электродвигателя через редуктор и карданный вал.

Исходное положение механизмов перед резом:

откидной стол поднят;

приводной подающий ролик поднят;

нижний суппорт опущен (ножи разведены).

Обрезка переднего конца полосы.

По команде оператора опускается верхний подающий ролик и откидной стол. По команде конечного выключателя, фиксирующего нижнее положение ролика, включается привод ролика. Полоса на заправочной скорости подается в ножницы на требуемую длину (не более 1 м), подающий ролик отключается, и ножницы включаются на рез.

После завершения реза включается привод ролика, и полоса снова подается в ножницы. Цикл повторяется. После завершения последнего реза через выдержку времени 2 - 4 с стол поднимается, полоса подается оператором далее.

Обрезка заднего конца полосы.

Оператор производит резку в ручном или автоматическом режиме.

После отделения заднего конца полосы и опускания подающего ролика, выполняемых в режиме ручного управления оператором, может производиться резка в автоматическом режиме. В автоматическом режиме резка заднего конца ведется также как переднего конца полосы до момента срабатывания фотореле.

Если на момент срабатывания фотореле за линию реза подано больше 0,5 м полосы, то ВПФ-1, отсчитывающий длину, выдает сигнал на остановку ролика и реза. Остальной конец полосы выбрасывается подающим роликом. После остановки подающего ролика через 2 - 4 с стол поднимается.

Если на момент срабатывания фотореле за линию реза подано больше 0,5 м полосы, то ВПФ-1 сигнала на рез не дает, и весь оставшийся конец полосы выбрасывается в короб. Через 2 - 4 с после остановки подающего ролика поднимается стол и ролики.

1.3.5 Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине

Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине расположена перед стыкосварочной машиной и предназначена для выравнивания концов полос по ширине перед сваркой.

Материал полосы σв до 650 МПа

Максимальное усилие реза, тс (кН) 30 (300)

Скорость перемещения суппорта, м/с 0,1

Рабочий ход суппорта, мм 140

Перекрытие ножей, мм 0,5-1,0

Боковой зазор, мм 0,05-0,30

Ширина обрабатываемой полосы, мм до 1550

Угол наклона верхних ножей, град

боковых 2

среднего 4

Прижим: ход, мм 80

усилие прижатия 9…20

Скорость перемещения режущих головок, м/с 0,011

Максимальное усилие сжатия полосы

линейками центрователя, 3,5

Цилиндр гидравлический суппорта:

диаметр поршня/штока, мм 160/100

ход поршня, мм 185

подвод жидкости Rс ¾ 2 шт

давление рабочей жидкости, МПа 15,0/6,3

Цилиндр гидравлический центрователя:

диаметр плунжера, мм 50

ход плунжера, мм 550

подвод жидкости Rс ¼ 1 шт

давление рабочей жидкости, МПа до 6,3

Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине (рис. 1.6.) состоит из двух режущих головок 1, механизма перемещения 2, привода перемещения головок 3 и двух центрователей 4.

Рис. 1.6 Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине

Режущие головки перемещаются на катках в направлении перпендикулярном продольной оси стана по рельсам 5, закрепленным на балках 6, которые крепятся на фундаменте.

Синхронное перемещение режущих головок осуществляется от электродвигателя через редуктор и винтовую передачу с правой и левой резьбой механизма перемещения.

Каждая режущая головка состоит из станины 7 и суппорта 8. Суппорт перемещается по вертикальным направляющим станины от гидроцилиндра.

На суппорте закреплены прижим и верхняя плита штампа с ножами. Нижняя плита штампа с ножами закреплена неподвижно на станине. При ходе суппорта вниз, полоса прижимается подвеской прижима к нижней плите штампа.

Каждый центрователь состоит из двух стоек 9, с закрепленной на них направляющей 10, по которой перемещаются два гидроцилиндра с рейками, связанных между собой синхронизирующей шестерней, и две щеки 11.

Стойки центрователей крепятся на балках 6. Один центрователь устанавливается перед режущими головками, другой за ними. Щеки сводятся при подаче жидкости в малый гидроцилиндр и соединении со сливом жидкости из большего гидроцилиндра.

В исходном положении режущие головки ножниц разведены, суппорт находится в крайнем верхнем положении, щеки центрователей разведены.

В случае, когда предыдущая полоса уже, чем последующая, задний конец предыдущей полосы проходит в сварочную машину. Передний конец последующей полосы автоматически останавливается в зоне реза ножниц. Режущие головки ножниц автоматически сближаются до размера, обеспечивающего порезку полосы до ширины предыдущей полосы, с одновременным центрованием конца полосы. После чего опускается суппорт и производится обрезка полосы по ширине. По команде конечных выключателей суппорт возвращается в исходное положение.

По команде конечных выключателей разводятся щеки центрователя, а режущие головки возвращаются в исходное положение.

Полоса транспортируется в стыкосварочную машину.

В случае, когда предыдущая полоса шире последующей, задний конец предыдущей полосы останавливается по сигналу автоматики в зоне реза ножниц. Режущие головки ножниц автоматически сближаются до размера, обеспечивающего порезку полосы до ширины последующей полосы. Одновременно со сведением режущих головок подается сигнал на сведение щек центрователя, установленного перед ножницами. Порезка полосы производится в последовательности, описанной выше.

1.3.6 Устройство петлевое

Механизмы петлевого устройства служат для создания запаса полосы, обеспечивающего непрерывный процесс прокатки при сварке концов рулонов и для набора петли из выбранной скорости стана.

Материал полосы сталь σS, Н/мм² до 400

Скорость движения полосы и головной части стана, м/с 15

Скорость движения полосы перед первой клетью, м/с 0,5-0,8

Длина полосы в петлевом устройстве, м 208-800

Скорость передвижения тележки, м/с 1,5

Рабочий ход тележки, м 100

Суммарный угол охвата полосой:

в натяжном устройстве перед клетью №1, град 470

Пневмоцилиндры прижимных роликов, шт 4

диаметр поршня, мм 250

ход, мм 100

давление воздуха, поступающего в пневмоцилиндр, МПа 0,39

Привод натяжного устройства головной части:

наибольший крутящий момент

на тихоходном валу редуктора, кН∙м 36

частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин 128

передаточное число редуктора, u 12

Регулятор натяжения:

гидроцилиндр, шт 2

диаметр поршня, мм 100

ход, мм 400

давление в гидросистеме, МПа 6,3

Скорость перемещения штока, м/с 0,05

Привод канатных барабанов:

наибольший крутящий момент

на тихоходном валу редуктора, кН∙м 140

частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин 18,36

передаточное число редуктора, u 55

Центрирующее устройство с одним роликом:

диаметр поршня, мм 125

ход поршня, мм 200

давление в гидросистеме, МПа 6,3

Центрирующее устройство перед клетью №1:

пневмоцилиндр прижимного ролика, шт 1

диаметр поршня, мм 360

ход поршня, мм 200

давление воздуха в магистрали, МПа 0,36…0,59

Петлевое устройство включает в себя две петлеобразующие тележки, электропривод тележек, поддерживающие поворотные ролики, центрирующее устройство №1, центрирующее устройство №2, однороликовое центрирующее устройство №3, двухроликовое центрирующее устройство №4, центрирующее устройство № 5; натяжные устройства №1, №2; приводы натяжных устройств.

Тележки состоят из рамы, установленной на специальных направляющих, поддерживающих роликов и профилированных направляющих. На раму установлены два барабана диаметром 2000 и 1200 мм.

Привод тележек состоит из натяжных канатов, канатных блоков, канатного барабана диаметром 1600 мм, цилиндрического редуктора и электродвигателя.

Поддерживающие ролики состоят из ряда стационарно установленных роликов и поворотных роликов, установленных на отдельных вертикальных стойках. Поворот поддерживающих роликов производится с помощью направляющей тележки через поворотный ролик.

Устройства центрирующие №1, 2, 3, 4, 5 состоят из поворотной рамы, на которой установлены два барабана диаметром 1200 мм. Натяжные барабаны с покрытием из полиуретана имеют прижимные ролики с приводом от пневмоцилиндра.

Привод натяжного устройства №1, 2 состоит из рамы, на которой установлен цилиндрический редуктор, тормоз и электродвигатель.

Технологический процесс движения полосы в петлевом устройстве (рис. 1.7.) осуществляется следующим образом. Полоса после стыкосварочной машины поступает в натяжное устройство №1 8, затем она движется вниз и через огибной ролик 1 с помощью поддерживающих поворотных роликов 12 направляется на малый барабан тележки №1. С него полоса поступает на центрирующее устройство №1 2. После полоса поступает на большой барабан тележки №1 11 и с него движется на центрирующее устройство №2 3. Затем она поступает на большой барабан тележки №2, с которого движется на центрирующее устройство №3 4, затем на малый барабан тележки №2, после него полоса поступает в центрирующее устройство №4 5. Затем она проходит натяжное устройство №2 6, далее через танцующий ролик 7 в центрирующее устройство №5 9. После чего полоса поступает в клеть №1.

1.4 Основные транспортные потоки

Подкатом для 5-ти клетевого стана бесконечной прокатки 1700 ПХЛ служат горячекатаные травленые полосы, смотанные в рулоны. Каждый протравленный рулон должен быть замаркирован несмываемой краской на наружном витке с указанием номера плавки, марки стали, размера полосы, номера полосы в рулоне, назначения металла, номера бригады, массы, даты травления, особых отметок.

Рулоны мостовым краном или другим транспортным средством подаются поочередно на шаговые конвейера разматывателей №1 и №2. Прокатанные рулоны с помощью вилки снимателя рулонов снимаются с барабанов моталок и передаются на отводящий конвейер, где взвешиваются на весах тензометрического типа и обвязываются вручную обвязочной лентой. С отводящего конвейера прокатанные рулоны могут быть сняты скобой мостового крана или, после кантовки в вертикальное положение на кантователе, клещами для передачи на отжиг в колпаковые печи. Готовые рулоны также транспортируются на АНГА, АГНЦ, ЦДС, рулоны с назначением «без отжига» могут транспортироваться сразу на агрегаты продольной и поперечной резки №1 - №10. После обработки на агрегатах холодной резки или на АНГА, АГНЦ, ЦДС металл в рулонах упаковывается и отгружается потребителю на железнодорожный или автотранспорт.

1.5 Энергетическая характеристика

Общая установленная мощность электрооборудования, установленного на механизмах, составляет 3900 кВт, общий вес электрооборудования - 60 тонн.

Источники организованных выбросов:

При технологическом процессе прокатки полос на 5-ти клетевом стане происходит выброс вредных веществ (углеводородов) в атмосферный воздух.

Для снижения воздействия на атмосферный воздух применяется газо-пылеулавливающая установка В-1 с коэффициентом полезного действия (КПД) равным 92,5 %.

Установка В-1 состоит из камер очистки №1 и №2, включающих в себя:

·   Два вертикально-полуцикловых сепаратора с параллельно установленными пластинами;

·   Две фильтровальных секции с фильтровальными полотнами;

·   Два вентилятора ВДН-20.

Установленное предельно допустимое значение выбросов углеводородов в атмосферный воздух составляет 2,2 г/с.

1.6 Критический анализ базового варианта

На данный момент производительность стана составляет 1200000 тонн/год. Целью реконструкции является обеспечение объёма производства стана до 1800000 т/год, а также обеспечение стабильной работы реконструированных участков и стана в целом на измененном сортаменте и повышение эксплуатационной надёжности оборудования и качества готовой продукции путём принятия современных и экономичных технических решений.

Для увеличения объема производства на 5-ти клетевом стане 1700 ПХЛ необходимо провести ряд мероприятий по устранению «узких мест».

Недостатком стана является малый запас полосы в петлевом устройстве для прокатки на скорости 20-30 м/с. Существующая схема с двумя разматывателями №1 и №2 на одном уровне общими ножницами и уборкой от них не позволяет быстро подготовить полосу для процесса сварки. По технологии, принятой на стане, вырезается полностью наружный и внутренний виток рулона, при этом на сварку теряется 20 - 50 секунд в зависимости от сортамента. Весь цикл сварки составляет 80-90 секунд. При заполнении полного петлевого устройства (800 м) скорость перед первой клетью около 9-10 м/с. За время сварки полоса полностью выбирается из петлевого устройства, так как время подготовки переднего конца полосы и сварки двух полос равно 100-196 с в зависимости от состояния переднего конца полосы и ее толщины. Отсюда видно, что при существующей схеме не успевают сварить полосу. Следовательно, достижение максимальной скорости прокатки при существующей длине петлевого устройства и длительности сварки и подготовки полосы невозможно, поэтому необходимо увеличить запас полосы в петлевом устройстве путем увеличения его длины, а также уменьшить время, затрачиваемое на подготовку переднего конца полосы.

Проблемой является снижение скорости прокатки на стане из-за большого времени подготовки переднего конца полосы в головной части стана. Подготовка переднего конца полосы включает в себя правку и обрезку переднего конца полосы. Так как на стане установлены одни ножницы для обрезки переднего и заднего концов полосы, то во время прокатки с одного разматывателя невозможна подготовка полосы со второго разматывателя. Резка переднего конца полосы со второго разматывателя осуществляется только после полной размотки полосы с первого разматывателя.

Большая длительность подготовки переднего конца полосы происходит вследствие ряда причин:

·        длина отрезаемой части переднего конца полосы не может быть больше, чем длина короба уборочной тележки, которая составляет 1,3 м. Длина части, которую необходимо отрезать, может быть до 10 м, следовательно, производится несколько резов, и время на обрезку конца полосы увеличивается.

·        процесс обрезки переднего конца полосы производится не автоматизировано. Сначала оператор включает разматыватель и продвигает полосу, затем останавливает разматыватель и отрезает передний конец. Этот процесс повторяется несколько раз.

Предлагается установить еще одну листоправильную машину и листовые ножницы после разматывателя №1, чтобы уже подготовленный передний конец полосы поступал к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине. Это должно сэкономить время и позволить не снижать скорость прокатки при сварке полосы, тем самым повысить производительность стана.

На данный момент 30% общего объема производства стана составляет прокат толстого сортамента (полоса шириной больше 1400 мм). Для толстого сортамента максимальное натяжение на канате тележки перед первой клетью составляет 30 тонн. Из-за этого полоса провисает между воротницами петлевого устройства и задевает другую полосу и оборудование, вследствие чего появляются механические повреждения - царапины. Также при снижении натяжения возможны сходы полосы в петлевом устройстве, что также приводит к механическим повреждениям.

Заднее и переднее натяжения полосы перед первой клетью резко отличаются. Заднее должно быть приблизительно равно или немного больше переднего натяжения полосы. Вследствие такого разброса натяжения появляется нестабильность натяжения полосы на входе в стан и в петлевом устройстве.

Неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством, приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к остановке стана, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

Центрирующее устройство №4 имеет большое регулирующее воздействие на входную ветвь и малые углы охвата барабанов. Выходная ветвь надежно удерживается на барабанах натяжного устройства №2, поэтому практически невозможно обеспечить их стабильную прокатку на всем сортаменте подката. Для подбора наиболее оптимального режима центрирования полосы на выходе ее со второй петлевой тележки, центрирующее устройство №4 надо установить вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы. В итоге стабилизируется натяжение на входе в стан, и снимутся ограничения по скорости и натяжению.

. РАЗРАБОТКА РЕКОНСТРУКТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

2.1 Реконструкция оборудования участка разматывателей

На рис. 2.1 представлено размещение оборудования головной части до реконструкции. Полоса с разматывателя №1 поз. 1 подается в листоправильную машину 3 для правки переднего конца полосы. Листовыми ножницами 4 задний и передний дефектные концы полос режутся на листы мерной длины, которые отправляются в короб для обрези (на рис. 3.1 не показан). При необходимости подготовленная полоса транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине 5, где задний конец полосы предыдущего рулона или передний конец последующего рулона, имеющий большую ширину, чем стыкуемый, обрезается до ширины меньшей полосы. Подрезаемые концы полос подаются в стыкосварочную машину (на рис. 2.1 не показана), где производится сварка. На разматывателе №2 поз. 2 рулон подготовлен для размотки.

На рис. 2.2 представлено размещение оборудования головной части после реконструкции. Полоса с разматывателя №1 поз. 1 подается в листоправильную машину 6 для правки переднего конца. Листовыми ножницами 7 задний и передний дефектные концы полос режутся на листы мерной длины, которые направляются в короб для обрези (на рис. 3.2 не показан). Далее полоса транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине 5. В это время происходит размотка рулона с разматывателя №2 поз. 2. Полоса проходит листоправильную машину 3, листовые ножницы 4, ножницы для выравнивания конца полосы по ширине 5.

Необходимо опустить листоправильную машину 3 и листовые ножницы 4 на 700 мм относительно уровня полосы. Для этого необходимо изменить фундамент под листоправильной машиной и листовыми ножницами, изменить металлоконструкции, служащие для настила. На освободившееся пространство вверху устанавливается листоправильная машина 6 для правки полосы с первого разматывателя, далее устанавливаются листовые ножницы 7. Для новых машин нужно будет построить фундамент, предусмотреть различные подходы для обслуживания оборудования и установить проводки для транспортировки полосы от листовых ножниц к ножницам для выравнивания концов полос по ширине 5. А затем устанавливается новое уборочное устройство для уборки обрези от листовых ножниц 7.

Переход от существующей одноуровневой схемы головной части стана к предлагаемой схеме подготовки концов полос с двух разматывателей в двух уровнях обеспечит увеличение производства стана » на 200 000 т/год. Уменьшится время остановки головной части стана на подготовку к сварке полос. При довольно плотном расположении необходимого дополнительного оборудования для верхнего уровня (правильно-тянущая машина, центрирующие ролики и гильотинные ножницы с коробом) предлагаемая схема может быть реализована без изменения месторасположения разматывателя № 1 и загрузочного оборудования, расположенного по его оси, а также стыкосварочной машины, что намного сократит затраты на реконструкцию.

Листоправильная машина предназначена для правки передних и задних концов травленых горячекатаных рулонов перед их сваркой и устанавливается в загрузочной части стана. Основными параметрами листоправильных многороликовых машин являются: диаметр роликов D; шаг роликов t; число роликов n; длина бочки роликов L и толщина листов h, подвергаемых правке на данной машине.

Диаметр и шаг роликов обуславливают качество правки и усилия на ролики правильной машины. Диаметр роликов выбирается в зависимости от толщины листов, подвергаемых правке. Диаметр правильных роликов примем равным 200 мм. Шаг роликов обычно принимают равным t ≈ 1.1∙D, шаг роликов t = 220 мм. [1, с. 452].

Точность правки обусловлена также числом роликов в одной машине. В нашем случае для первоначальной правки полосы будет достаточно 5-ти роликов, так как качество правки допустимо для сварки.

Качество правки зависит от качества поверхности рабочих роликов и степени их износа. Так при холодной правке износ роликов зависит от контактных напряжений, то эти напряжения не должны быть слишком большими. Ориентировочно их можно определить по формуле Герца [1. с. 453], предполагая, что упругодеформируемый ролик радиусом R и длиной бочки L лежит на несжимаемой плоскости (лист) и нагружен силой P:

где P - максимальное давление на ролик, Н (см. формулу (3.80);

Е - модуль упругости материала ролика, МПа;

b - ширина листа, мм;

R - радиус ролика, мм;

σS - предел текучести материала листа, σS = 380 МПа.

Контактные напряжения не очень большие, поэтому нет необходимости устанавливать опорные ролики.

Длина бочки рабочих роликов определяется максимальной шириной выправляемых листов. Максимальная ширина листа 1550 мм, поэтому длина бочки роликов L = b + (100…150) = 1700 мм. [2, с.46]

Диаметр шейки dш = (0,7…0,8)D = 140 мм.

Рассчитаем ролик на прочность. На рис. 3.3 представлена схема для расчета ролика.

Рис. 2.3 Расчетная схема ролика

Максимальный изгибающий момент будет в середине бочки ролика (рис. 3.3):

Шейку ролика рассчитывают на изгиб и кручение по формулам:

где lш и dш - длина и диаметр шейки, мм;

Мкр.ш - крутящий момент, прикладываемый к валу (шейке) со стороны привода его шпинделем, Н∙мм.

Результирующее напряжение определим по формуле:

Результирующее напряжение не должно превышать допустимого

[σ] = 130 МПа

В нашем случае будет применяться 5-роликовая машина для правки полос 2…6×900…1550, диаметр роликов D = 200 мм; шаг роликов t = 220 мм; длина бочки рабочих роликов L = 17-мм.

Определим крутящие моменты, необходимые для привода роликов при правке полосы [1, с. 458-459].

где σS - предел текучести материала листа, подвергаемого правке,

σS² = 380 Н/мм2;

Е - модуль упругости материала ролика, Е = 2,15∙105 Н/мм2;

b - ширина полосы, b = 1550мм;

h - толщина полосы, h = 6мм;

D - диаметр ролика, D = 200мм;

Kn - сумма коэффициентов проникновения пластической деформации kn;

где k2 - коэффициент проникновения пластической деформации под вторым

роликом, k2 = 0,75 ÷0,8;

n - число роликов в машине n = 5.

Мощность правки полосы определим по формуле:

где ν - скорость правки, ν = 0,75 м/с.

Усилие на ролики при правке полосы

Коэффициент aр равен:

При определении мощности электродвигателя для привода правильной машины, кроме мощности деформации, необходимо учесть потери мощности на трение в подшипниках Nподш и мощность трения качения роликов по полосе Nкач для всех n роликов, а также ή - к.п.д. редуктора и шестеренной клети, имеющихся в линии привода машины:

Мощность потерь на трение в подшипниках всех n рабочих роликов первого и второго ряда:

где μ - коэффициент трения в подшипниковых опорах роликов; для

роликовых подшипников μ = 0,005;

d - диаметр трения в подшипниковых опорах, d = 0,14 м;

ω - угловая скорость вращения роликов, с-1, ω = v/r.

ω = 0,75/0,1 = 7,5 с-1;

Мощность трения качения роликов по полосе:

Nкач = P∙m∙ω

где m - коэффициент трения качения: с учетом возможного проскальзывания между роликами и полосой принимаем m = 0,0007м.

Nкач = 5,223∙105∙0,0007∙7,5 = 2742 Вт.

к.п.д. редуктора и шестеренной клети примем равным 0,8.

Nдв = (9893+1371+2742)1/0,8 = 1,751∙104 Вт.

Мощность двигателя для привода правильной машины равна 17,5 кВт.

Конструкция листоправильной машины.

Установка правильнотянущей машины рис. 2.4 состоит из собственно правильнотянущей машины и привода.

Правильнотянущая машина состоит из двух Ш-образных станин 1, связанных между собой стяжками. В пазах станины установлены тянущие ролики - верхний 2 и нижний 3, а также два верхних 4 и три нижних правильных ролика 5.

Нижний тянущий ролик 3 свободно лежит на опорной поверхности в направляющих станины 1. Верхний ролик 2 устанавливается в гнездах траверсы 6, перемещаемой вертикально в направляющих станины двумя пневмоцилиндрами 7. Нижние правильные ролики 5 фиксируются клиновым зажимом 8.

Два верхних правильных ролика 4 установлены в направляющих траверсы 9 и имеют каждый индивидуальный привод - мотор-редуктор, для вертикального (установочного) перемещения.

Совместное перемещение обоих правильных роликов 4 осуществляется двумя гидроцилиндрами 10, штоки которых соединены с траверсой 9, перемещаемой по направляющим станин.

Рис. 2.4 Установка правильнотянущей машины

Привод состоит из распределительного редуктора (шестеренной клети), электродвигателя, соединенного с клетью зубчатой муфтой. Шестеренная клеть и электродвигатель смонтированы на одной плите.

В нашем случае для экономии места под новое оборудование мы скомбинировали задающее устройство с первого разматывателя и ПТМ. Новое задающее устройство 11 будет иметь более компактные размеры. Отгибатель будет иметь гидравлический привод. В исходном положении он будет отводиться под ПТМ.

Уборочное устройство обрези.

Уборочное устройство предназначено для удаления обрези металла от листовых ножниц с верхнего яруса. Уборочное устройство имеет следующую конструкцию (рис. 2.5): раму 1, в которую устанавливаются 20 роликов на подшипниках качения (на рис. 2.5 не показаны).

Рис. 2.5 Уборочное устройство

Диаметр роликов 100 мм. Рама совершает качающее движение на четырех рычагах поз. 2. Рычаги устанавливаются на подшипники скольжения. За счет разной длины рычагов и специально выбранного их расположения рама перемещается поступательно и одновременно наклоняется на угол, достаточный для скатывания обрези металла по роликам. Рама перемещается при помощи гидроцилиндра 3. Ход штока гидроцилиндра 300мм.

В исходном положении рама располагается горизонтально, и устройство готово для приема металла. Как только наберется достаточное количество обрези, гидроцилиндр перемещает раму, и металл удаляется в короб для обрези, после чего устройство занимает исходное положение и готово к дальнейшей работе.

На рис. 2.6 показан ролик.

Рис. 2.6 Ролик

Длина бочки ролика L = 1200 мм.

Диаметр бочки ролика D = 100 мм.

Диаметр шейки ролика dш = 50 мм.

Длина шейки ролика lш = 60 мм.

Ролик вращается на подшипниках качения. Так как будет присутствовать только радиальная нагрузка, то будем использовать радиальные шарикоподшипники, которые выберем по статической грузоподъемности.

Определим нагрузку на ролики. Массу обрези определим исходя из условий: максимальная ширина полосы 1550 мм, толщина полосы 5,5 мм, длина обрези 1000 мм.

 = F∙l∙ρ∙n

где F - площадь сечения полосы, м²;

l - длина полосы, м;

ρ - плотность стали, ρ = 7,83 т/м3;

n - число обрезков полос (примем n = 10).

m = 5,5∙10-3∙1,55∙1∙7,83 = 2,67 т.

Вся масса распределится на 16 роликов, то есть на один ролик будет нагрузка равная:

Нагрузка на каждый подшипник будет равна половине нагрузки на ролик, то есть 850 Н. Исходя из этих данных, выберем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии 210 (по ГОСТ 8338-75).

Таблица 2.1 Характеристика подшипника

Подшипник подходит, так как статическая грузоподъемность подшипника больше фактической нагрузки, С > G.

Установка перегибных роликов.

Установка перегибных роликов устанавливается перед установкой ножниц для выравнивания концов полос по ширине и предназначена для правильной задачи полосы в ножницы.

Конструкция установки перегибных роликов.

Установка перегибных роликов (рис. 2.7) состоит из станины 4, в которой в пазы установлены холостые ролики - верхний 2 и нижний 3.

Рис. 2.7 Установка перегибных роликов

Диаметр роликов 300 мм.

Нижний ролик 3 свободно лежит на опорной поверхности в направляющих станины 4. Верхний ролик 2 устанавливается в гнездах траверсы 5, перемещаемой вертикально в направляющих станины двумя пневмоцилиндрами 1.

Ролики устанавливаются таким образом, что между ними всегда имеется гарантированный зазор 40 мм.

При размотке полосы с первого разматывателя полоса пойдет через верхний ролик, а при размотке полосы со второго разматывателя - через нижний ролик.

Верхний ролик вертикально перемещается для более удобной задачи полосы, то есть когда полоса будет находиться уже за роликом, он опустится в крайнее нижнее положение.

2.2 Реконструкция петлевого устройства и привода канатных барабанов

Реконструкция петлевого устройства необходима для стабилизации и повышения надежности работающего оборудования.

Для стабилизации работы существующего петлевого устройства необходимо изменить состав его оборудования.

2.2.1 Привод канатных барабанов

Для увеличения суммарного натяжения ветвей полосы в петлевом устройстве до 50-60 тонн электропривод канатных барабанов верхней и нижней тележки необходимо выполнить единым. В настоящее время в линии привода используется редуктор с двумя одинаковыми электродвигателями. Необходимо применить электродвигатель типа 4П-450-16-630УЗ, 630 кВт, 600В, 100 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 54,7.

Под опорами отклоняющих блоков для канатов верхней и нижней тележек устанавливаются измерители натяжения. Информацию можно использовать для выравнивания натяжений канатов тележек в ручном и автоматическом режимах.

Для выравнивания натяжения канатов в статических и динамических режимах в петлевом устройстве на участке между тележками устанавливается дополнительная натяжная станция. Основной режим работы поддержание заданного натяжения. Приводы барабанов выполняются от электродвигателей типа 4П-355-15-355УЗ, 355 кВт, 440В, 875А, 1120/2000 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 7.

2.2.2 Натяжные устройства

При реконструкции натяжного устройства №1 на станину устанавливаются три приводных покрытых полиуретаном ролика. Это производится с целью предотвращения вытягивания полосы из ССМ при сварке. Увеличение числа приводных барабанов вызывает увеличение угла обхвата их полосой, следовательно, увеличивается сцепление полосы с барабанами и полоса не будет проскальзывать при необходимом натяжении ее в петлевом устройстве. Основной режим работы - поддержание заданной скорости. Приводы барабанов выполняются от электродвигателей типа 4П-355-15-355УЗ, 355 кВт, 440В, 875А, 1120/2000 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 6. Электродвигатели и редукторы первого и третьего барабана нужно расположить на приводной стороне стана. Электродвигатель и редуктор второго барабана расположить на стороне обслуживания.

Для более эффективной компоновки нового оборудования петлевого устройства необходимо изменить заправку полосы на ролики петлевых тележек.

Для регулирования и поддержания равного суммарного натяжения в ветвях верхней и нижней петлевой тележки между тележками устанавливается горизонтальное натяжное устройство № 1-А.

Горизонтальное натяжное устройство № 2 сохраняется существующее.

Расчет натяжения, создаваемого натяжным устройством №1

Определяем натяжение создаваемое роликами, двигатели которых работают в генераторном режиме.

Т3=Т1+Ту+Тn

где, Т3 - натяжение полосы сразу после первой точки контакта ее с бочкой ролика;

Т1 - натяжение набегающей ветви. Принимаем Т1=40000 Н (натяжение, создаваемое разматывателем).

Ту - натяжение от упругого изгиба;

Тn - натяжение от пластического изгиба.

Рис.2.8 Схема действия приложенных сил на ролик

где, Му - момент упругого изгиба, Н/м;

где, Мn - момент пластического изгиба, Н/м;

где, σm - предел текучести материала полосы, Н/м2;

В - ширина полосы, м (1,65);

Z0 - расстояние границы упругой зоны от нейтральной линии, мм;

где, h - толщина полосы, м;

Возвращаемся к формулам

Теперь возвращаемся к формулам

Итак:

где, Т4 - натяжение полосы перед последней точкой контакта полосы с барабаном.

Тпр - натяжение, создаваемое приводом, Н.

где, Мпр - крутящий момент на валу привода, Н/м.

Чтобы определить Мпр, нужно определить Мкр на валу двигателя.

Тогда момент на валу привода будет равен:

где, ήм - КПД муфты;

ήз.п. - КПД зубчатой передачи;

ήп - КПД подшипников;

Возвращаемся к формуле

Т2 - натяжение ветви, сбегающей с барабана, Н.

Для второго ролика расчет аналогичен, но Т1 = 48220 Н.

То же для третьего ролика, но Т1 = 56300 Н.

Итак, из расчетов видно, что тянущая станция может создать дополнительное натяжение, равное 64660 Н.

2.2.3 Центрирующие устройства

Для того, чтобы натяжение полосы перед первой клетью стана стабилизировалось и увеличилось до 30 - 40 тонн, перед ней устанавливается дополнительное скоростное натяжное устройство №3 с электроприводами и измеритель натяжения полосы с системой измерения натяжения. Основной режим работы натяжных устройств НУ №2 и НУ №3 - поддержание, заданной скорости. Натяжение на входе первой клети регулируется изменением скорости натяжных устройств НУ №2 и НУ №3.

Вместо существующего центрирующего устройства №5 перед первой клетью стана устанавливается новое двухроликовое центрирующее устройство отклоняющего типа. При длине входной ветви более 15 метров и наличии на небольшом расстоянии эффективного центрирующего устройства №4 значительно уменьшатся автоколебания, и погрешность регулирования положения полосы центрирующим устройством № 5 составит не выше ±1 мм.

Устанавливается новая система управления центрирующим устройством №5 фирмы FIFE с индивидуальной насосной станцией. Существующее устройство перемещения фотодатчиков центрирующего устройства №5 демонтируется, устанавливаются новые датчики.

Для обеспечения на стане порулонной прокатки сваренных полос при аварийных и ремонтных остановках петлевого устройства перед первой клетью устанавливается отклоняющий ролик с гидроприводом перемещения. Такой режим работы необходим также для реконструкции петлевого устройства и снижает потери производства.

На входе в петлевое устройство необходимо установить горизонтальное однороликовое центрирующее устройство № 1-А, которое обеспечит надёжное центрирование полосы на входе в петлевое устройство.

Для устранения автоколебаний в работе существующих наклонных центрирующих устройств №1 - №3 необходимо новые подвижные рамы с роликами выполнить горизонтальными с мнимым центром качания, установленными на рычагах, с возможностью регулирования максимального угла разворота роликов для подбора наиболее оптимального режима работы центрирующего устройства. Новая конструкция центрирующих устройств №1 - №3 позволит рационально использовать существующее пространство петлевой ямы и обеспечить надёжное и плавное центрирование ветвей полосы.

Большое колебательное воздействие на входную ветвь существующего центрирующего устройства №4 необходимо максимально уменьшить путем установки рамы центрирующего устройства №4 практически вертикально с физическим центром качания. При этом углы охвата барабанов полосой увеличатся » до 100°. Для подбора наиболее оптимального режима центрирования имеется возможность ступенчатого изменения угла наклона рамы в пределах до 15° относительно вертикали. Для более надёжного удержания полосы на центрирующем устройстве №4 его ролики имеют полиуретановое покрытие.

2.2.4 Регулятор натяжения

«Танцующий ролик» компенсирует обусловленные биением роликов натяжных устройств колебания натяжения полосы между петлевым устройством и станом. Регулятор натяжения реконструируется для обеспечения более надежной работы стана.

Для регулирования натяжения используются измерители натяжения и толщины перед первой клетью, натяжные устройства №2, №3, «танцующий» ролик с гидроцилиндром, снабженным датчиком давления в гидроцилиндре и датчиком положения штока гидроцилиндра. Электроприводы вращения роликов натяжных устройств №2, №3 работают в режиме регулятора скорости и играют роль «нулевой» клети, которая задает скорость входа полосы в стан и блокирует влияние стана на натяжение полосы в петлевом устройстве (изменения натяжения между НУ №3 и клетью №1 не распространяются далее на натяжение между НУ №2 и НУ №3). Заданная скорость выдается с эталона скорости (из СУРС) стана. «Танцующий» ролик определяет натяжение полосы, создаваемого натяжными устройствами №2, №3. Натяжение полосы на этом участке уравновешивается усилием гидроцилиндра. Давление в гидроцилиндре измеряется датчиком давления и с помощью регулятора положения, воздействующего на скорость натяжного устройства №2, шток гидроцилиндра удерживается в среднем положении. Давление жидкости в гидросистеме Р=25 МПа.

Регулирование натяжения в «нулевом» межклетевом промежутке выполняется аналогично регулированию в других (1…4) межклетевых промежутках стана, где перемещение нажимных устройств вызывает изменение заднего по отношению к данной клети натяжения при незначительном изменении толщины в данной клети и на выходе стана. Поэтому регулятор натяжения в «нулевом» промежутке воздействует на положение нажимного устройства первой клети, а упреждающий регулятор толщины по возмещению воздействует на изменение скорости натяжного устройства №3 для сохранения постоянства секундного объема металла, проходящего через клеть. Изменение скорости «нулевой» клети приводит к изменению заднего натяжения, которое восстанавливается действием регулятора натяжения, стабилизирующего выходную толщину после первой клети. Структурная схема «нулевой» клети представлена на рис. 2.9.

Рис. 2.9 Структурная схема «нулевой» клети

2.3 Анализ влияния реконструктивных мероприятий на качество продукции

Реконструкция головной части 5-ти клетевого стана позволит создать условия по предупреждению брака и исключит возможность снижения качества продукции по причине неудовлетворительного состояния оборудования. В отчетном году выход беззаказной продукции составил 8337,6 тонны. Данные по отсортировке продукции за прошедший год представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Отсортировка продукции за 2003 год

Производительность стана за 2003 год составила 1132157 тонн, из них 8337,6 тонны - беззаказной продукции.

Из-за перегрева валков происходит налипание на их поверхность частиц металла, и образуется дефект риски.

Реконструкция регулятора натяжения позволит стабилизировать прокатку в 3 и 4 клетях, тем самым уйти от такого дефекта как перегрев валков; снизится удельное натяжение в промежутках между клетями, следовательно, снизятся порывы полосы.

Нестабильная прокатка приводит к такому дефекту как разнотолщинность полосы после первой клети. Регулятор натяжения воздействует на выходную толщину полосы после первой клети путем воздействия на изменение скорости натяжного устройства №3.

Для толстого сортамента максимальное натяжение на канате тележки перед первой клетью составляет 30 тонн. Из-за этого полоса провисает между воротницами петлевого устройства и задевает другую полосу и оборудование, вследствие чего появляются механические повреждения - царапины. Также при снижении натяжения возможны сходы полосы в петлевом устройстве, что также приводит к механическим повреждениям. Для предотвращения подобных дефектов предлагается реконструировать натяжное устройство №1.

Неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством, приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к остановке стана, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям, поэтому необходимо произвести реконструкцию существующих центрирующих устройств №1 и №3.

Так как проект реконструкции еще не реализован, то привести численные значения по улучшению качества невозможно.

Основываясь на данных, изложенных выше, можно сделать вывод, что реконструктивные мероприятия, предложенные в данном дипломном проекте, позволят сократить выход беззаказной продукции по таким видам дефектов, как риски, порывы полосы, разнотолщинность, царапины, механические повреждения.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Реконструкция петлевого устройства и головной части 5-ти клетевого стана выполняется для увеличения объема выпускаемой продукции и улучшения качества продукции.

В рамках настоящего технического предложения рассматриваются и предлагаются решения следующих проблем:

-       при прокатке рулонов с большой толщиной полосы (например, 5.5 мм) длина рулона не заполняет полностью все петлевое устройство. Емкость петлевого устройства 800 м, а длина полосы в таком рулоне приблизительно 415 м. При сварке переднего и заднего концов полос двух рулонов в стыкосварочной машине, стан приходится тормозить со скорости 18 м/с до скорости 6-10 м/с, так как петлевое устройство заполняется не полностью. По этой причине снижается производительность стана.

-       недостатком головной части стана является то, что на два разматывателя приходится одна правильнотянущая машина и одни листовые ножницы. По этой причине перед сваркой сначала готовится задний конец с первого разматывателя, затем начинает готовиться передний конец со второго разматывателя. Чтобы не снижать скорость прокатки, нужно уменьшить время, необходимое для подготовки и сварки концов полосы двух рулонов.

-       неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к остановке стана, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

3.1 Определение производительности стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь»

Часовая производительность 5-ти клетевого стана рассчитывается по формуле:

где r - ритм прокатки, с;

kисп - коэффициент использования фактического времени работы стана;

a - коэффициент выхода годного по стану, a=0,9.

m - масса рулона, т

Ритм прокатки r на стане равен 445 с.

Годовая производительность определяется по формуле:

где Тном - номинальное время, час.

;

Фактическая годовая производительность определяется по формуле:

где  - фактическая часовая производительность, т/час;

Тф - фактическое время работы, час.

где

где Тпр - время простоев, час.

3.2 Определение капитальных затрат

Капитальные вложения в реконструкцию включают в себя затраты на изготовление оборудования и приобретение комплектующих и монтаж оборудования. Капитальные вложения на реконструкцию головной части рассчитываются на основе анализа проектной документации, предоставленной ООО «Объединенные машиностроительные заводы» (табл.3.1). Реконструкция головной части выполняется в четыре этапа.

Таблица 3.1 Ведомость затрат на реконструкцию головной части стана

Оптовая стоимость составляет 110,905 млн. руб. Определим балансовую стоимость:

где Кизг - затраты, связанные с изготовлением оборудования;

Ктр =0,07 - коэффициент расхода на перевозку;

Км =0,18 - коэффициент расхода на монтаж.

3.3 Расчет эксплуатационных расходов

При сравнительных расчетах эксплуатационных расходов достаточно рассчитать лишь те элементы, величина которых меняется по проектируемой машине и машине аналогу. К числу элементов эксплуатационных расходов относятся: заработная плата (основная, дополнительная и отчисленная на социальное страхование) обслуживающего персонала; амортизационные отчисления, затраты на ремонт и износ сменной оснастки; расходы на потребляемую машиной электроэнергию; затраты на вспомогательные материалы; накладные расходы; простои.

В табл. 3.2. представлены расходы по переделу на 5-ти клетевом стане 1700 ПХЛ.

Таблица 3.2

Сумма годовых амортизационных отчислений определяется по формуле:

где Кбал - балансовая стоимость оборудования (138625 тыс. руб.);

На - норма годовых амортизационных отчислений (На=10%).

Годовые затраты на средний и текущий ремонты и профилактические осмотры Sр могут быть определены по следующей формуле:

где W - затраты на все виды планово-предупредительного ремонта за весь межремонтный цикл, приходящийся на единицу ремонтной сложности основной части оборудования, тыс. руб;

R - группа ремонтной сложности основной части оборудования;

Кэл - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт электрической части оборудования ( Кэл=1,3);

Трц - длительность межремонтного цикла основной части оборудования, час;

gn - коэффициент, учитывающий тип производства;

gу - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации оборудования.

Затраты на электроэнергию:

где N - суммарная мощность электродвигателей, кВт

Фтг.- эффективный фонд времени при непрерывном производстве;

Ц=0,507 кВт/час - цена за 1 кВт/час, руб

Эффективный фонд времени определяется по формуле:

где Тсм=8 часов - продолжительность рабочей смены, час

m=3- количество рабочих смен в сутки;

Dр=365- число рабочих смен в году.

Эффективный годовой фонд времени стана 1700 составит:

Затраты на вспомогательные материалы.

Величина затрат на вспомогательные материалы определяется в размере 20% от величины затрат на электроэнергию:

Затраты на накладные расходы.

Накладные расходы включают расходы на содержание административно - управленческого персонала, зданий и сооружений по охране труда и технике безопасности. Величина накладных расходов определяется в процентном отношении (60-80%) от суммы основной заработной платы производственных рабочих.

Расчёт основной заработной платы обслуживающего персонала участка разматывателей стана 1700

Основная заработная плата начисляется за фактически проработанное время и выполненные работы.

где Зт - заработная плата одного рабочего по тарифу, руб;

Зн - доплата за работу в ночное время, руб;

Зв - доплата за работу в ночное время, руб;

Зпразд - доплата за работу в праздничные дни, руб;

Зпрем - размер премии, руб.

Зт=Тср·В

где Тср=14,4 руб/час - средняя тарифная ставка.

В=2192 часа - количество часов работы в год одного рабочего.

Зт=14,4·2192=31564,8 руб.

Зн=0,4·Тср·Вн

где Вн - количество часов работы в ночное время.

Вн=1/3В=1/3·2192=731 час.

Зн=0,4·14,4·731=4210,56 руб.

Зв=0,2·Тср·Ввеч

где Ввеч - количество часов работы в вечернее время, час.

Ввеч=Вн

Зв=0,2·14,4·731=2105,28 руб.

Зпразд=Тср·Впразд

где Впразд - количество часов работы в праздничные дни.

Зпразд=14,4·80=1152 руб.

Зпрем=Зт·С/100

где С - процент премии, согласно положения о премировании действующего цеха равный 45%.

Зпрем=31564,8·45/100=1424,16 руб.

Эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам представлены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Эксплуатационные расходы

3.4 Определение экономического эффекта

Годовая производительность 5-ти клетевого стана 1700 ПХЛ по базовому варианту составляет 1132157 т/г. После реконструкции планируется увеличить производительность до 1800000 т/г.

Экономическая эффективность технических решений заключается в следующих факторах:

. Увеличение производительности стана;

. Снижение эксплуатационных расходов;

. Сокращение выхода беззаказной продукции.

Экономия от увеличения производительности рассчитывается по формуле:

где Э1 - экономия условно-постоянных расходов, руб.;

П - сумма условно-постоянных расходов на единицу продукции до внедрения реконструкции, руб.

П=128,07 руб.

А1, А2 - объемы производства после и до внедрения реконструкции, т.

Расчет экономического эффекта от снижения эксплуатационных расходов проводится по формуле:

где Э2 - экономический эффект, руб;

S1 и S2 - эксплуатационные расходы по базовому и проектному вариантам, тыс.руб/год;

К1 и К2 - капитальные вложения по базовому и проектному вариантам, тыс.руб/год.

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Ен=0,15.

Расчет экономического эффекта от сокращения выхода беззаказной продукции проводится по формуле:

где Э3 - экономический эффект от сокращения выхода б/з, руб;

Цб/з - цена одной тонны беззаказной продукции, руб./т

Цб/з =2030 руб.

Q1 - объем беззаказной продукции до внедрения реконструкции, т.

Q1=8337,6 т

Общий экономический эффект будет равен:

Э=Э1+Э2+Э3

Э=78348,5+8602,75+8462,6=95413,85 тыс.руб.

3.5 Расчет срока окупаемости и коэффициента эффективности

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, необходимых для внедрения новой машины, определяется по формуле:

Ток= Кбал /Э, лет

где Ток - срок окупаемости капитальных вложений, год;

Кбал -балансовая стоимость введённого оборудования по месту его эксплуатации, млн.руб.;

Э - общий экономический эффект, тыс. руб.

Определим коэффициент эффективности:

Нормативный коэффициент эффективности Ен=0,15

Кэф=0,71>Ен=0,15

Можно сделать вывод, что предложенная реконструкция экономически выгодна, так как с каждого вложенного рубля получается 71 копейка дохода, что существенно выше нормативной.

В табл.3.4. представлены основные технико-экономические показатели.

Таблица 3.4 Технико-экономические показатели

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

.1 Общая характеристика безопасности на 5-ти клетевом стане ״1700״ ÏÕË ÎÀÎ ״ׁוגונסעאכ״

В процессе выполнения работы производится реконструкция 5-ти клетевого стана ״1700״ ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè. Êàêèõ-ëèáî ñóùåñòâåííûõ êîíñòðóêòèâíûõ èçìåíåíèé 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà, âëèÿþùèõ íà áåçîïàñíîñòü íå ïðîèçâîäèëîñü. Íà îñíîâàíèè ýòîãî ðàçðàáîòêà ðàçäåëà äèïëîìà «Áåçîïàñíîñòü æèçíåäåÿòåëüíîñòè» âåäåòñÿ ñ ó÷åòîì ñóùåñòâóþùåé êîíñòðóêöèè ñòàíà â ÏÕË ÎÀÎ ״ׁוגונסעאכ״.

Полная безопасность труда человека в производственных условиях определяется тремя факторами: безопасностью производственного оборудования, безопасностью трудового и производственного процесса. Эти три составляющие связаны между собой. Предел уровня общей безопасности труда человека равен единице. Благодаря высокой механизации и автоматизации станы холодной прокатки обеспечивают безопасность персонала, ручной труд практически отсутствует. Безопасность труда соответствует нормам правил техники безопасности.

Непрерывный 5-ти клетевой стан оборудован в головной части механизмами для подачи рулонов в стан, подачи конца рулонов в рабочие валки первой клети, а в хвостовой части оборудованы механизмами для сматывания холоднокатаной полосы в рулоны, упаковки рулонов и их уборка. Первой операцией технологического процесса прокатки является подача рулонов на шаговый конвейер. Далее рулон поступает на приемный стол, его устанавливают на разматыватель и отгибают конец полосы рулона, который подают в правильные ролики, затем в правильнотянущую машину, в листовые ножницы, ножницы для выравнивания конца по ширине полосы, в стыкосварочную машину, в петлевое устройство и далее в рабочие валки первой клети стана. Отгибатели конца рулона, работающие в комплексе с правильными роликами, обеспечивают надежность подачи конца рулона без соскальзывания и обрыва конца рулона. Механические и электрические механизмы, предназначенные для отгибания конца рулона, такой надежностью не обладают.

Рабочие клети стана расположены друг от друга в непосредственной близости, и прокатка полосы производится одновременно во всех клетях. При захвате полосы между клетями создается натяжение из-за разности скоростей двигателей клетей. Полосу, вышедшую из последней клети, захлестывателем автоматически заправляют на барабан моталки. Перевод стана на рабочую скорость производят после того, как моталка с заправленным передним концом сделает 1,5-2,0 оборота, это необходимо для предотвращения соскальзывания полосы с барабана моталки.

При холодной прокатке на 5-ти клетевом стане полос, имеющих низкую пластичность, они разрушаются при незначительном повышении межклетевого натяжения. Отлетающие части этих полос имеют высокую скорость и могут поразить персонал. Для обеспечения безопасности производственных процессов около стана используются защитные ограждения.

При прокатке сварных швов, недостаточно защищенных гратоснимателем, в зоне шва возникает местное повышение обжатия, которое обуславливается увеличением упругой деформации валков в зоне контакта их со сварным швом. После выхода из валков сварного шва возникают «удары» валков, т.е. упругая отдача объема валков, контактирующих со сварным швом. Возможны случаи разрушения валков. Помимо этого, в зоне около шва, в связи с возникающей неравномерной деформацией, действуют дополнительные напряжения, которые могут привести к обрыву полосы при прокатке.

Безопасность трудового процесса обеспечивается соблюдением технологических инструкций, инструкций по ТБ, пожарной безопасности.

4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Своевременное предотвращение возникновения этих ситуаций возможно лишь при детальном рассмотрении этих факторов и применение соответствующих мероприятий и средств защиты, характеристики и анализ которых приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Таким образом, анализируя данные табл. 4.1, можно сделать вывод, что на стане в большом количестве имеются вращающиеся детали, захват которыми спецодежды и конечностей человека может вести к травмам, следовательно, необходимо более внимательно относиться к вопросам наличия ограждений, наличия предупреждающих знаков, обеспечения безопасного прохода по стану. Наличие на стане движущихся конвейеров для подачи подката и передачи готового проката в дальнейший передел обязывает оператора управления конвейером внимательно следить за движением конвейера, не допускать во время его движения нахождения посторонних лиц в зоне его действия, своевременно подавать звуковой сигнал, предупреждающий о начале движения конвейера.

Наличие на стане электрооборудования с высоким напряжением требует внимательного отношения к заземлению токоведущих проводов, наличие изоляции на проводах. Таким образом, для избежания травмирования персонала необходимо четко следовать инструкциям по охране труда, технологическим инструкциям, использовать средства защиты и соблюдать технику безопасности. В ИОТ расписаны основные опасные производственные факторы, возникающие при выполнении производственной деятельности.

В производственных помещениях прокатных цехов предусматривается создание микроклимата, который обеспечивает нормальные условия для работы персонала. При отсутствии тепловых избытков и тепловых излучений создается нормальная работоспособность.

Изменение параметров микроклимата - температуры, влажности и скорости движения воздуха - приводит к нарушениям терморегуляции организма, которая обуславливает теплообмен организма человека с окружающей средой. Параметры микроклимата делят на две категории: оптимальные и допустимые.

К числу вредных производственных факторов относятся запыленность воздуха рабочей зоны, повышение или понижение температуры поверхностей оборудования, материалов и воздуха рабочей зоны, повышенные уровни шума и вибрации на рабочем месте, повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне, влажность воздуха, отсутствие или недостаточное освещение рабочей зоны.

Характеристика и анализ вредных производственных факторов представлена в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Характеристика вредных производственных факторов

Анализируя данные табл. 4.2. можно сделать вывод: температура в рабочей зоне находится в допустимых пределах как в теплый, так и в холодный период года, относительная влажность допустима, но находится на довольно высоком уровне - это связано с наличием в воздухе большого количества паров эмульсии, что требует принятия дополнительных мер к снижению попадания паров в воздух. Освещенность недостаточна, следовательно, необходимо увеличить количество ламп дневного света для создания комфортных условий труда. Концентрация пыли находится на допустимом уровне. Уровень шума значительно завышен, что требует применения более эффективных мер по применению звукоизолирующих преград и средств индивидуальной защиты, которые полностью отсутствуют у вальцовщиков стана. Уровень вибрации находится на допустимом уровне. В целом, воздействие вредных производственных факторов находится на допустимом уровне.

4.3 Расчет искусственного освещения

Расчет искусственного освещения проводится по методу светового потока (коэффициента использования). Он применяется при равномерном расположении светильников и при нормированной горизонтальной освещенности. С помощью этого метода рассчитывают среднюю освещенность поверхности. При этом наиболее целесообразно рассчитывать освещение для помещений со светлым потолком и стенами, особенно при рассеянном и отраженном свете. Световой поток лампы Фл (лм) для ламп накаливания рассчитывается по формуле:

где Е - нормированная освещенность (лк);

Sп - площадь освещаемого помещения, м;

К - коэффициент запаса, принимаемый 1,4-1,7;

z - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Еср/Еmin;

nсв - число светильников в помещении, равное 300;

η - коэффициент использования светового потока.

z=200/180=1,1

Коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения i, высоты подвеса светильника Нсв и коэффициентов отражения стен ρо, потолка ρп.

η определяется по таблице [6, стр. 190].

Коэффициенты отражения оцениваются субъективно.

ρо=50% - для чистого бетонного потолка;

ρп=30% - для бетонных стен с окнами.

Индекс помещения i определяется по формуле:

где a и b - длина и ширина помещения, м;

nсв - число светильников в помещении.

а=311 м, b=45 м;

Нсв=18 м.

тогда η=55

4.4 Пожарная безопасность

Пожары на производстве представляют опасность для работающих, причиняют значительные повреждения и материальный ущерб, могут вызывать остановку работ.

Пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей предприятием на всех стадиях его жизненного цикла (научная разработка, проектирование, строительство и эксплуатация).

Производство по взрыво- и пожароопасности делится на шесть категорий, которое обозначают следующим образом: А и Б - взрывопожароопасные; В, Г и Д - пожароопасные; Е - взрывоопасные.

Производство холоднокатаного листа следует отнести к взрывопожароопасной категории Б по наличию жидкостей с температурой вспышки паров выше 61° С и жидкостей, нагреваемых в условиях производства до температуры вспышки (температура вспышки применяемой эмульсии «Квакерол-671» согласно инструкции ТК 105-259-2000 равна более 150° С).

Помещения и установки (в помещениях и снаружи), в которых применяют или хранят горючие вещества, называются пожароопасными, они подразделяются на классы: П-І, Ï-ІІ, Ï-ІІà, Ï-ІІІ. Ïîìåùåíèÿ, â êîòîðûõ ðàñïîëîæåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, îòíîñятся к классу пожароопасности П-І. Это помещения, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45° С. Здесь для предотвращения опасности поражения молнией необходима молниезащита - это комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов. Для помещений с классом пожароопасности П-І ìîëíèåçàùèòà îáÿçàòåëüíà â ìåñòàõ ñî ñðåäíåãîäîâîé äåÿòåëüíîñòüþ 20 è áîëåå ãðîç â ãîä. Çäåñü äëÿ çàùèòû îò ïðÿìûõ óäàðîâ ìîëíèé èñïîëüçóþòñÿ ãðîìîîòâîäû. Çäàíèÿ ðàçäåëÿþòñÿ íà ïÿòü ñòåïåíåé îãíåñòîéêîñòè è ìàêñèìàëüíîãî ïðåäåëà ðàñïðîñòðàíåíèÿ îãíÿ. Ïîìåùåíèå öåõà ñëåäóåò îòíåñòè êî âòîðîé ñòåïåíè îãíåñòîéêîñòè.

 öåõå ïî ïðîèçâîäñòâó õîëîäíîêàòàíîãî ëèñòà âîçìîæíû ñëåäóþùèå âèäû ïîæàðîâ:

·        ïîæàð âòîðîãî êëàññà - ïîæàð ãîðþ÷èõ æèäêîñòåé, ñìàçîê, ñîçäàþùèõ ãîðþ÷èå ïàðû;

·        ïîæàð ÷åòâåðòîãî êëàññà - ïîæàð âêëþ÷åííîãî ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ, äëÿ òóøåíèÿ ýòîãî âèäà ïîæàðà ïðèãîäíû òîëüêî íåïðîâîäÿùèå âåùåñòâà.

Äëÿ òóøåíèÿ ëåãêîâîñïëàìåíÿþùèõñÿ æèäêîñòåé â ïðîòèâîïîæàðíîì öåõîâîì èíâåíòàðå 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà 1700 èìåþòñÿ îãíåòóøèòåëè ïåííûå òèïà ÎÕÏ-10, ïîðîøêîâûå ÎÏ-1 è óãëåðîäèñòûå ÎÓ-5.

Îñíîâíûìè ñèñòåìàìè ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè ÿâëÿþòñÿ ñèñòåìû ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîæàðà è ïðîòèâîïîæàðíîé çàùèòû, âêëþ÷àÿ îðãàíèçàöèîííî-òåõíè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ.

 óñëîâèÿõ ïîæàðîâçðûâîîïàñíûõ ïðîèçâîäñòâ ýëåêòðîóñòàíîâêè ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü îïàñíîñòü êàê èñòî÷íèêè âîñïëàìåíåíèÿ. Ïðè íåïðàâèëüíîé ýêñïëóàòàöèè èëè íåèñïðàâíîñòè ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ ìîãóò âîçíèêíóòü åãî ïåðåãðåâ èëè ïîÿâëåíèå èñêðîâûõ ðàçðÿäîâ, êîòîðûå ïðè íàëè÷èè ãîðþ÷åé ñðåäû ïðèâåäóò ê ïîæàðó èëè âçðûâó.

Îñíîâíûìè ñïîñîáàìè áîðüáû ñ âîñïëàìåíåíèåì îò ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ïðàâèëüíûé âûáîð è íàäëåæàùàÿ åãî ýêñïëóàòàöèÿ. Ïðè ïðèãîòîâëåíèè ýìóëüñèè âûäåëÿþòñÿ ïàðû ìàñëà.  ñëó÷àå, êîãäà èõ êîíöåíòðàöèÿ áóäåò ðàâíà èëè âûøå ñîîòâåòñòâóþùåé íèæíåìó ïðåäåëó âîñïëàìåíÿåìîñòè èëè íèæå êîíöåíòðàöèè âåðõíåãî ïðåäåëà âîñïëàìåíÿåìîñòè, âîçìîæíû âñïûøêà ïàðîâ ïðè áîëåå 150° Ñ. Òàêèå óñëîâèÿ ìîãóò ïðèâåñòè ê ïîæàðàì â ìàñëîïîäâàëàõ. Ïîýòîìó äëÿ ïðåäóïðåæäåíèÿ çàãîðàíèÿ â ìàñëîïîäâàëàõ äîëæíà áûòü óñòàíîâêà àâòîìàòè÷åñêîãî ïîæàðîòóøåíèÿ.

 ðåçóëüòàòå òåïëîâîãî ïðîÿâëåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè âîçíèêàþò óäàðíûå èñêðû, ðàçîãðåâ è èñêðû òðåíèÿ. Óäàðíûå èñêðû îáðàçóþòñÿ ïðè ïîäà÷å ïîëîñû â ñòàí, ïðè óäàðàõ ñìîòêè íà ìîòàëêó, ïðè àâàðèéíûõ ñèòóàöèÿõ, íàïðèìåð, ïðè ïîðûâå ïîëîñû, ïðè óäàðàõ ïîäâèæíûõ ìåõàíèçìîâ î íåïîäâèæíûå ÷àñòè ìàøèíû, à òàêæå ïðè óäàðàõ ìåòàëëè÷åñêèìè èíñòðóìåíòàìè. Ëåòÿùèå èñêðû òðåíèÿ èìåþò âûñîêóþ òåìïåðàòóðó, íî ìàëûé çàïàñ ýíåðãèè, ïîýòîìó îíè ìîãóò âîñïëàìåíèòü ãàçî- (ïàðî-) âîçäóøíûå ñìåñè ñ âûñîêîé òåìïåðàòóðîé âîñïëàìåíåíèÿ. Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ è îáîðóäîâàíèþ ïîìåùåíèé è çäàíèé âçðûâîïîæàðîîïàñíîé è ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè ïðèìåíÿþòñÿ íà îñíîâàíèè êàòåãîðèðîâàíèÿ èõ íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ íîðìàìè ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè (Ø1Á 105-9).

4.5 Ýëåêòðîáåçîïàñíîñòü

 ïðîêàòíîì öåõå áîëüøàÿ ÷àñòü îáîðóäîâàíèÿ ðàáîòàåò ïðè íàïðÿæåíèè äî 100 Â. Ðàçëè÷íûå êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû, óñòðîéñòâà àâòîìàòèêè, ýëåêòðîäâèãàòåëè, èñêóññòâåííîå îñâåùåíèå ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé ïèòàþòñÿ îò ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè. Ïðèìåíÿþò è âûñîêîå íàïðÿæåíèå (6000 Â). Òàêæå èñïîëüçóþòñÿ ñåòè ñ íàïðÿæåíèåì 220 è 380 Â. Íåèñïðàâíîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, íàðóøåíèå ïðàâèë òåõíè÷åñêîé ýêñïëóàòàöèè ýëåêòðîóñòàíîâîê ïîòðåáèòåëåé ìîãóò îáóñëàâëèâàòü ïîðàæåíèå ïåðñîíàëà ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì è âîçíèêíîâåíèåì ýëåêòðîòðàâì.

Íàèáîëåå îïàñíûì â ïîìåùåíèè, ãäå óñòàíîâëåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, ïî îïàñíîñòè ïîðàæåíèÿ òîêîì, ÿâëÿåòñÿ ïîñò óïðàâëåíèÿ ðàçìàòûâàòåëåì è ïóëüò óïðàâëåíèÿ ìîòàëîê. Äëÿ ðàáîòû íà ýòèõ ïîñòàõ íåîáõîäèìî èìåòü äîïóñê ïî 2 ãðóïïå ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè.

Âûäåëÿþò ñëåäóþùèå ïðèçíàêè ñ îñîáîé îïàñíîñòüþ â ïîìåùåíèè, ãäå óñòàíîâëåí ïðîêàòíûé ñòàí:

·   íàëè÷èå òîêîïðîâîäÿùèõ ïîëîâ;

·        ñûðîñòü ïîìåùåíèé ïðè îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè âîçäóõà 75 %;

·        òîêîïðîâîäÿùàÿ ìåòàëëè÷åñêàÿ ïûëü â ïîìåùåíèè âûäåëÿåòñÿ â òàêîì êîëè÷åñòâå, ÷òî îíà ïðîíèêàåò âíóòðü îáîðóäîâàíèÿ;

·        âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî ïðèêîñíîâåíèÿ ÷åëîâåêà ê çàçåìëåííîé ìåòàëëîêîíñòðóêöèè è ê ìåòàëëè÷åñêîìó êîðïóñó ýëåêòðîóñòàíîâêè, ïîýòîìó ïðîëåò, â êîòîðîì óñòàíîâëåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, îòíîñèòñÿ ê ïîìåùåíèÿì ñ îñîáîé îïàñíîñòüþ.

Íà 5-òè êëåòåâîì ñòàíå óñòàíîâëåíî îäèííàäöàòü ýëåêòðîäâèãàòåëåé ìîùíîñòüþ îò 100 êÂò (ïðèâîä ìîòàëêè) äî 2400 êÂò (ïðèâîä ðàáî÷èõ êëåòåé). Âíóòðèöåõîâàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ñåòü èçãîòîâëåíà èç èçîëèðóþùèõ ïðîâîäîâ è êëåòåé, çàùèòíûå îáîëî÷êè êîòîðûõ óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè â îòíîøåíèè äèíàìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé.

Âíóòðèöåõîâàÿ ñåòü ñ íàïðÿæåíèåì 380/220  ñîñòîèò èç ïðîâîäîâ, ïðîëîæåííûõ â òðóáàõ ñ èçîëÿöèåé, ðàññ÷èòàííîé íà íàïðÿæåíèå 500  ïåðåìåííîãî òîêà.  ñûðûõ ïîìåùåíèÿõ ïðè óñòðîéñòâå âíóòðèöåõîâîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè íàïðÿæåíèåì äî 1000  èçîëèðîâàííûå ïðîâîäà óëîæåíû â ñòàëüíûå òðóáû. Êàáåëè âíóòðè ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé ðàñïîëîæåíû â êàíàëàõ, óñòàíîâëåííûõ â ïîëó, çàêðûâàåìîì ñâåðõó ñúåìíûìè ïîêðûòèÿìè èç îãíåñòîéêèõ ìàòåðèàëîâ. Çàùèòà îò ïîðàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì äîñòèãàåòñÿ ñëåäóþùèì ïóòåì: íåäîïóùåíèåì ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ (îáåñïå÷èâàåòñÿ èõ íàäåæíîé èçîëÿöèåé), óñòðàíåíèåì ïåðåõîäà íàïðÿæåíèÿ íà êîðïóñ è òîêîâåäóùèå ÷àñòè ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ (ïðèìåíåíèå çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ èëè çàíóëåíèÿ), óñòðîéñòâîì çàùèòíîãî îòêëþ÷åíèÿ ïðè ïåðåãðóçêàõ è âîçíèêíîâåíèè òîêîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.

Äëÿ çàùèòû îò ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì ïðèìåíÿþò îãðàæäåíèÿ è ñåò÷àòûå ñ ðàçìåðîì ÿ÷åéêè ñåòêè íå áîëåå 25×25 ìì. Ñïëîøíûå îãðàæäåíèÿ â âèäå êîæóõîâ è êðûøåê óñòàíàâëèâàþò äëÿ ýòîé öåëè â ýëåêòðîóñòàíîâêàõ äî 1000 Â. Ñåò÷àòûå îãðàæäåíèÿ îáîðóäîâàíû äâåðÿìè, çàïèðàþùèìèñÿ íà çàìîê.

Çàùèòíîå çàçåìëåíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðåäíàìåðåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîåäèíåíèå ìåòàëëè÷åñêèõ ÷àñòåé ýëåêòðîóñòàíîâîê ñ çåìëåé èëè åå ýêâèâàëåíòîì (âîäîïðîâîäíûìè òðóáàìè).  öåõå çàùèòíîå çàçåìëåíèå ïðèíÿòî ðàâíûì 4 Îì. Çàùèòíîå îòêëþ÷åíèå ýëåêòðîóñòàíîâîê îáåñïå÷èâàåòñÿ ïóòåì ââåäåíèÿ óñòðîéñòâà, àâòîìàòè÷åñêè îòêëþ÷àþùåãî îáîðóäîâàíèå - ïîòðåáèòåëü òîêà ïðè âîçíèêíîâåíèè îïàñíîñòè ïîðàæåíèÿ òîêîì.

4.6 Àíàëèç è îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé

×ðåçâû÷àéíàÿ ñèòóàöèÿ - ñîñòîÿíèå, ïðè êîòîðîì â ðåçóëüòàòå âîçíèêíîâåíèÿ èñòî÷íèêà ÷ðåçâû÷àéíîé ñèòóàöèè íà îáúåêòå, îïðåäåëåííîé òåððèòîðèè íàðóøàþòñÿ íîðìàëüíûå óñëîâèÿ æèçíè è äåÿòåëüíîñòè ëþäåé, âîçíèêàåò óãðîçà èõ æèçíè è çäîðîâüÿ. Íàíîñèòñÿ óùåðá èìóùåñòâó è îêðóæàþùåé ñðåäå. Îñíîâíûìè ïðè÷èíàìè àâàðèè ÿâëÿþòñÿ:

·        îòêàçû èç-çà òåõíè÷åñêèõ äåôåêòîâ èçãîòîâëåíèÿ è íàðóøåíèé ðåæèìîâ ýêñïëóàòàöèè;

·        îøèáî÷íûå äåéñòâèÿ îïåðàòîðîâ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì;

·        âûñîêèé ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì;

·        âíåøíèå íåãàòèâíûå âîçäåéñòâèÿ.

Ïðè õîëîäíîé ïðîêàòêå ìîãóò èìåòü ìåñòî ýêñòðåìàëüíûå îòêëîíåíèÿ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà. Âîçìîæíû îáðûâû ïîëîñû íà ðàáî÷åé ñêîðîñòè ñòàíà, òàêæå âîçìîæíû êîðîòêèå çàìûêàíèÿ ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ è âîçãîðàíèÿ ýìóëüñèè, ïîëîìêà âàëêîâ. Îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé ïðèâåäåíà â òàáë. 4.3.

Òàáëèöà 4.3 Îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé

Òàêèì îáðàçîì, àíàëèçèðóÿ äàííûå òàáëèöû 4.3, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî âîçíèêíîâåíèå ïî÷òè ëþáîé àâàðèéíîé ñèòóàöèè ìîæåò ïðèâåñòè ëèáî ê òðàâìå, ëèáî ê ëåòàëüíîìó èñõîäó äëÿ ÷åëîâåêà, íàõîäÿùåìóñÿ â çîíå ðàáîòû ñòàíà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû íè îäíî îòêëîíåíèå íå âåäåò ê íàíåñåíèþ óùåðáà îêðóæàþùåé ñðåäû, êðîìå âîçãîðàíèÿ ýìóëüñèè, à òàêæå íå íàíîñèò óùåðá çäîðîâüþ îáñëóæèâàþùåãî ïåðñîíàëà. Íàèáîëåå îïàñíûì ÿâëÿåòñÿ îáðûâ ïîëîñû, ñëåäîâàòåëüíî, íåîáõîäèìî ïðèíÿòü îñîáûå òåõíîëîãè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ îáðûâà.

Ïðè ñîáëþäåíèè ðàáîòàþùèìè ïðàâèë òåõíèêè áåçîïàñíîñòè è ñëåäîâàíèÿì òåõíîëîãè÷åñêèì èíñòðóêöèÿì ïî ðàáîòå 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà 1700, âîçäåéñòâèÿ îïàñíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ ìîæåò áûòü ñâåäåíî äî ìèíèìóìà. Ñîáëþäåíèÿ ïðàâèë è òðåáîâàíèé, èçëîæåííûõ â èíñòðóêöèè ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè, îáåñïå÷èâàåò íîðìàëüíîå òå÷åíèå ïðîèçâîäñòâåííîãî ïðîöåññà è áåçàâàðèéíóþ ðàáîòó îáîðóäîâàíèÿ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной работе предложен вариант реконструкции головной части пятиклетевого стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь». Предложена новая конструкция, и расположение оборудования головной части стана. Предлагаются следующие технические решения:

·        значительно снижены автоколебания в работе центрирующих устройств №1, №2 и №3 ;

·        натяжное устройство №1 выполнено трехроликовым;

·        центрирующее устройство №4 установлено вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы;

·        сокращено время остановки головной части стана на сварку за счет установки дополнительного оборудования (правильно-тянущая машина и листовые ножницы);

·        компактное размещение дополнительного оборудования в верхнем уровне и существующего оборудования в нижнем уровне позволило сохранить неизменным положение разматывателей и стыкосварочной машины и сократить объем фундаментальных работ при реконструкции;

·        решены существовавшие ранее проблемы на входе в первую клеть: вместо существующего центрирующего устройства №5 перед первой клетью стана устанавливается новое двухроликовое центрирующее устройство отклоняющего типа; для улучшения качества регулирования натяжения и толщины во входной зоне стана используется принцип «нулевой» клети;

·        сделан анализ влияния реконструктивных мероприятий на качество готовой продукции.

Âíåäðåíèå ïðåäëîæåííîãî âàðèàíòà ðåêîíñòðóêöèè ãîëîâíîé ÷àñòè ñòàíà 1700 ïîçâîëèò óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñòàíà äî 1800000 ò/ãîä, çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè ïðîêàòêè è ñíèæåíèÿ ïðîñòîåâ; ñîêðàòèòü âûõîä áåççàêàçíîé ïðîäóêöèè ïî òàêèì âèäàì äåôåêòîâ, êàê ðèñêè, ïîðûâû ïîëîñû, ðàçíîòîëùèííîñòü, öàðàïèíû è ìåõàíè÷åñêèå ïîâðåæäåíèÿ.

ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ

1.       Öåëèêîâ À.È., Ïîëóõèí Ï.È., Ãðåáåíþê Â.Ì. è äð. Ìàøèíû è àãðåãàòû ìåòàëëóðãè÷åñêèõ çàâîäîâ.  3-õ òîìàõ. Ò. 3. ìàøèíû è àãðåãàòû äëÿ ïðîèçâîäñòâà è îòäåëêè ïðîêàòà. Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ. - Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 2014. 680ñ.

2.      ×åðíàâñêèé Ñ.À. «Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí». Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1979. 352ñ.

.        Ñòåïèí Ï.À. «Ñîïðîìàò» Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 2013. 304ñ.

.        Êóçüìèí À.Ä. Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ðîëèêîâûõ ïðàâèëüíûõ ìàøèí. Ìàøãèç, ÖÍÈÈÒÌÀØ, 1960.

.        Çàéöåâ Â.Ñ. Îñíîâû òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ïðîêàòíûõ öåõîâ. Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1987. 336ñ.

.        Êóêèí Ï.Ï., Ëàïèí Â.Ë., Ïîäãîðíûõ Å.À. è äð. Áåçîïàñíîñòü òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è ïðîèçâîäñòâ (Îõðàíà òðóäà). Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1999. 320ñ.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ur