Расчет реверсивного одноклетевого стана холодной прокатки производительностью 500 тыс. тонн в год

В данной работе была поставлена задача разработки проекта нового реверсивного одноклетевого стана холодной прокатки производительностью 500 тыс. тонн в год в условиях ЧерМК ОАО «Северсталь» с целью производства холоднокатанной полосы толщиной от 0,3 мм до 4,5 мм, шириной от 1250 мм до 1850 мм из низкоуглеродистой, особо-низкоуглеродистой микролегированной и высокопрочной низколегированной сталей.
В данной работе представлена техническая характеристика существующего прокатного оборудования для производства холоднокатаного листа на пятиклетевом стане 1700 ПХП ОАО «Северсталь» и применительно к новому сортаменту сделан критический анализ с описанием недостатков существующего оборудования. На основании анализа сделан вывод о необходимости проектирования нового реверсивного одноклетевого стана холодной прокатки в составе прокатного комплекса для производства 500 тыс. тонн в год холоднокатаного и горячекатаного травленого проката.
Основное внимание уделено рассмотрению конструкций четырёхвалковых и шестивалковых рабочих клетей, их достоинствам и недостаткам. Для обоих типов клетей проведён расчёт энергосиловых параметров и сравнительный анализ полученных результатов.
В работе предложен вариант клети с универсальной валковой системой (4-х и 6-ти валковая), что позволит производить качественную продукцию не только в рамках запланированного сортамента, но и создаст возможность прокатывать полосы толщиной менее 0,3 мм с более жёсткими, чем в ГОСТ и EN требованиями по качеству (разнотолщинность, плоскостность) и более прочными марками стали, например, многофазные стали DP 590–780, TRIP 600–780.
Для наиболее трудного сортамента (марка стали, суммарное обжатие, ширина полосы) рассчитаны упругая деформация клети и её жесткость. Полученные результаты свидетельствуют о возможности прокатки полосы необходимого качества с применением системы автоматического контроля толщины. Расчётная жёсткость клети Скл = 8,4 МН/мм находится на уровне современных станов холодной прокатки (Скл = 7 ÷ 12 МН/мм).
В работе предлагается оснастить рабочую клеть системой изгиба (противоизгиба) рабочих и промежуточных валков в сочетании с одной из последних разработок фирмы Siemens VAI – системой регулирования плоскостности полосы на основе профиля валка SmartCrown©, что позволит не только прокатывать полосу с необходимыми требованиями к плоскостности, но и значительно сократить различные профилировки валков, т.к. прокатный стан, оборудованный системой SmartCrown©, позволяет прокатывать сортамент с использованием только одного профиля валка. Использование системы SmartCrown© позволит проводить ориентировочный прогноз износа поверхности валков и, что важно, назначать срок их эксплуатации до перевалки (в п. 2.3.2 приведено описание системы SmartCrown©).
В экономической части проекта проведён расчёт экономического эффекта и простого срока окупаемости для всего прокатного комплекса, в состав которого входит и реверсивный одноклетевой стан холодной прокатки. Общий годовой экономический эффект составляет 942 млн. руб, срок окупаемости – 6,2 года.

Содержание:
Техническая характеристика и критический анализ базового варианта производства холоднокатаного проката на -ти клетевом стане бесконечной прокатки
Характеристика сортамента стана
Характеристика технологического процесса
Техническая характеристика и состав оборудования стана
Критический анализ базового варианта производства холоднокатаного проката
Разработка и обоснование основных технических решений
Общие проектные и компоновочные решения
Характеристика сортамента стана
Конструкция и основные параметры стана
Технологический процесс и режимы прокатки
Разработка проектов наиболее важных узлов
Клеть «кварто»
Шестивалковая клеть
Расчётное обоснование проектных решений
Расчёт энергосиловых параметров прокатки
Расчёт упругой деформации валковой системы
Расчёт прокатных валков на прочность
Расчёт станины на прочность и упругую деформацию
Расчёт упругой деформации клети
Технико-экономическое обоснование
Экономическая целесообразность проекта
Оценка капитальных затрат на прокатный комплекс по производству холоднокатаного и горячекатаного травленого проката
Расчёт эксплуатационных затрат на прокатный комплекс по производству холоднокатаного и горячекатаного травленого проката
Расчёт себестоимости тонны продукции
Определение производительности прокатного комплекса по производству холоднокатаного и горячекатаного травленого проката
Расчёт экономического эффекта
Расчёт коэффициента экономической эффективности и срока окупаемости
Безопасность жизнедеятельности
Общая характеристика безопасности проектируемого реверсивного одноклетевого стана холодной прокатки
Анализ опасных производственных факторов
Анализ вредных производственных факторов
Расчёт уровня шума на рабочем месте для подбора средств защиты
Пожарная безопасность
Электробезопасность
Анализ возможных чрезвычайных (аварийных) ситуаций
Охрана окружающей среды
Приложение – Марочный сортамент продукции, произведённой в году на клетевом стане
Приложение – Техническая характеристика -ти клетевого стана холодной прокатки
Приложение – Методика и алгоритм расчёта энергосиловых параметров клети «кварто» для различных вариантов привода
Приложение – Методика и алгоритм расчёта энергосиловых параметров шестивалковой клети для различных вариантов привода
Приложение – Оценка капитальных затрат на прокатный комплекс по производству холоднокатаного и горячекатаного травленого проката
Приложение – Спецификация на оборудование шестивалковой клети