Технология и оборудование современного волочильного производства. Волочильные станы

Волочильные станы, предназначены для производства проволоки меньшего диаметра из катанки (грубое волочение) или из проволоки большего диаметра.

Примерные диапазоны волочения:

• Грубое волочение: входной диаметр в таких машинах 8мм для меди и 12-9.5 для алюминия, выходной от 4мм до 1.2мм.
• Среднее волочение: входной диаметр 2.5мм - 3.5мм, выходной от 1.5мм - 0.2мм.
• Тонкое волочение: входной диаметр, 2.5мм - 1.5мм, выходной 0.5мм – 0.05мм.

В отличии от алюминия, при волочении меди часто используется отжиг проволоки для получения проволоки марки ММ (медь мягкая), без отжига соответственно МТ (медь твердая). Отжиг происходит за счет пропускания электрического тока большого напряжения, через участок проволоки находящийся между двух роликов-контактов.

Определитесь с приемным устройством. Проволока может укладываться в корзины или наматываться на бобины. На бобины наматываться она может как с помощью простого одинарного приемника, так и с помощью двойного автоматического (для скоростных), который позволяет не останавливая стан, менять бобины.

Следует помнить, что процесс волочения требует непрерывной смазки с использованием эмульсии. Для этого необходимо соорудить маслостанцию, включающую в себя насосы, резервуар для эмульсии и в зависимости от региона дополнительные устройства охлаждения, как например радиаторы или градирни.

Не следует пренебрегать системой фильтрации эмульсии. Особенно такая система важна в случае дальнейшего волочения проволоки, так как микрочастицы меди, попадающие вместе с эмульсией в фильеру в момент протяжки, впрессовываются в проволоку и являются местом разрыва при следующем этапе волочения.

Кроме того, линия волочения должна быть укомплектована дополнительными станками и оборудованием, такими как острильно- затяжной станок, аппарат холодной и/или горячей сварки. Так же сюда можно отнести и фильеры (волоки), комплект зависит от того, какой нужен диаметр на выходе. Основными показателями качества продукции (проволоки/жилы) являются сопротивление и коэффициент удлинения.

Если Вы планируете продавать продукцию после волочения, то возможно понадобиться лабораторное оборудование для измерения этих показателей и если для измерения сопротивления комплект стоит не дорого, то для измерения удлинения это дорогое оборудование, особенно для больших диаметров.

Если Вы планируете использовать полученную продукцию самостоятельно, то вполне можно обойтись простым тестером для измерения сопротивления, а удлинение можно измерить, соорудив не хитрое приспособление для растягивания проволоки.

Грубое волочение энергоемкий процесс, в купе с отжигом, скоростные линии потребляют около 300 кВт/ч. Работают на таких линиях, как правило, по 2 оператора. Затраты электроэнергии при среднем волочении около 100 кВт, при тонком около 50кВт.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Краткая характеристика цеха

ЦЛП №11 является самостоятельным структурным подразделением сталепроволочно-канатного производства, относится к основным цехам и специализируется на выпуске проволоки из высоколегированных, легированных, углеродистых, коррозионностойких, жаропрочных, прецизионных марок сталей различных диаметров, стали в прутках со специальной отделкой поверхности, профилей из легированных, углеродистых и нержавеющих марок стали, гвоздей.

Цех легированной проволоки производит около 50% продукции в тоннаже и денежном выражении выпускаемой БМК, кроме готовой продукции цех изготавливает полуфабрикаты для цехов:

Для цеха №10- заготовку под микронные нержавеющие марки и сплавы сопротивления;

Для цеха №12- заготовку под ленту для прикуривателя;

Для цеха №4, №5, №3- заготовку для канатов.

В состав ЦЛП №11 входят следующие участки:

Травильный участок, участок СВС, волочильный участок №1, волочильный участок №2, термический участок №1, термический участок №2, ТЦА №4, линия стабилизации, участок метизов, участок сортировки и упаковки продукции, лаборатория, ЦТРО (участок по ремонту электрокар, участок по монтажу и малой механизации, механические мастерские, участок по ремонту электрооборудования ПЛП, участок по ремонту механо- и электрооборудования кранов и лифтов, участок по ремонту сантехнического оборудования ГОЩ, участок по ремонту вентиляции и газового оборудования), машинисты кранов, участок хозяйственных работ.

ЦЛП №11 предназначен для выпуска проволоки легированных марок сталей. Цех изготавливает 120 марок сталей диаметром от 0.3 до 12.0 мм.

ЦЛП №11 не имеет отдельного финансирования и не является юридическим лицом. Во владение и пользование цеху выделяются основные средства и материальные ресурсы, необходимые для выполнения задач, поставленных перед цехом.

2. Технологический процесс цех а

Для выполнения процесса волочения проволоки, сталь разнообразной номенклатуры по маркам стали и большому диапазону по размерам, применяются барабанные волочильные станы различных типов. Все они независимо от их деления на различные группы по способу волочения, размерам протягиваемой проволоки и другим конструктивным особенностям состояния из следующих основных узлов: протягивающего барабана, создающего силу волочения, электропривода к нему, состоящего из редуктора, через который подается вращение от электродвигателя к барабану, приводного электродвигателя постоянного или переменного тока, сочлененного с редуктором посредством эластичной муфты или клиноременной передачи, щита станции управления и пульта управления

Таков состав основных узлов стана при индивидуальном электроприводе на каждый барабан.

В групповом электроприводе передача вращения от электродвигателя ко всем барабанам стана осуществляется через общую трансмиссию, при этом в состав электропривода входят: приводной электродвигатель, устройство, передающее движение от электродвигателя трансмиссии, и щит управления электроприводом. Трансмиссионное устройство входит в состав стана.

По кратности названные станы разделяются на станы однократного волочения и многократного волочения. Станы однократного волочения используются главным образом при волочение особо толстой проволоки (6 мм и более) с протягиванием ее только через одну волоку и одновременным наматыванием на волочильный барабан, с которого она затем снимается в виде готового мотка, передаваемого на следующую протяжку.

Станы многократного волочения дают возможность вести процесс волочения одновременно через несколько волок с последовательно уменьшающимися размерами их отверстий, что позволяет резко повысить скорость волочения, особенно на последних по ходу движения проволоки барабанах, и достигнуть больших суммарных обжатий. При этом отпадает необходимость в съеме мотка с тягового барабана после каждой волоки и в последующем переносе его на разматыватель для следующей протяжки, как это делается на станах однократного волочения.

На этих станах осуществляется волочение проволоки почти всех размеров, начиная от толстой (6 мм) и кончая микропроволокой.

В метизном производстве работает большое число многократных барабанных волочильных станов различных конструкций отечественного и иностранного производства, которые по способу волочения можно разделить на следующие группы

1) Станы, работающие без изменения запаса проволоки на промежуточных барабанах с автоматическим регулированием скоростей промежуточных барабанов, со скольжением проволоки на промежуточных барабанах.

2) Станы, работающие с изменением запаса проволоки на промежуточных барабанах.

3. Технологический режим работы волочильного стан к а

Все элементы, входящие в состав электропривода, а именно электродвигатель, механизм передачи движения от электродвигателя на барабаны (шкивы в станах со скольжением), аппаратура и схема управления работой электродвигателя должны удовлетворять следующим основным требованиям, вытекающим из технологии процесса волочения.

1) В период заправки стана, связанной с первоначальными операциями протягивания проволоки через отверстие волоки и намотки ее на барабан, скорость должна быть значительно ниже рабочей скорости и не превышать 0--20 м/с с тем, чтобы избежать возможных обрывов проволоки, отрывов вытяжных клещей, несчастных случаев с обслуживающим персоналом.

Следует учесть, что сила волочения в период заправки значительно выше силы волочения при установившемся режиме волочения на рабочей скорости и в некоторых случаях может превзойти предел прочности протягиваемой проволоки, вызвав ее обрыв. Разгон двигателя из состояния покоя до заправочной скорости по тем же причинам должен осуществляться плавно. Управление двигателем в режиме заправки производится с помощью кнопки заправочной скорости. При этом двигатель работает только тогда, когда эта кнопка нажата, и останавливается, как только она отпускается. Для удобства заправки расположение названной кнопки должно позволять ножное управление ею.

2) Переход на рабочую скорость волочения должен осуществляться плавно, чтобы избежать возможного обрыва проволоки и необходимой при этом трудоемкой перезаправки стана и снижения его производительности за счет потери времени.

Система настройки и регулирования рабочей скорости должна позволять осуществлять бесступенчатое регулирование в диапазоне, определяемом сортаментом по маркам стали и размерам проволоки, подлежащей волочению на данном стане, и расчетными параметрами технологического процесса волочения (скорость, краткость, единичные и суммарные обжатия!.

В станах необходимо предусматривать электроблокировки, исключающие возможность пуска стана на рабочую скорость при открытых защитных щитах или решетках.

3) Остановка стана, вызванная окончанием заданной программы волочения, должна осуществляться автоматически при помощи счетчика заданной длины или выключателя наполнения намоточной катушки проволоки, при этом следует предусматривать возможность остановки стана при помощи кнопок управления на любых промежуточных стадиях намотки. Для остановки стана, связанной с появлением в процессе волочения неисправностей, влекущих за собой нарушение процесса волочения, порчу оборудования и угрозу безопасности обслуживающего персонала, необходимо предусматривать устройства автоматического выключения, обеспечивающие быструю остановку стана. Для обеспечения надежной и экономичной работы электропривода и необходимой производительности самого стана, мощность его приводных электродвигателей должна соответствовать требуемой мощности, определяемой на основании заданных параметров процесса волочения для данного стана.

Все элементы управления электроприводом стана должны обеспечивать удобное, надежное и безопасное обслуживание при заправке, переходе к установившемуся режиму волочения на рабочей скорости, при остановке, а также во время проведения ремонта и ревизии

4 .Оснащение электромастерской

Стол дежурного с документацией, сверлильный станок, наждачный станок, верстак, стенды- 2 шт. , дежурный шкаф, стенды с различной документацией ЛБ-40- освещение.

5. Ремонтный набор и приспособления, применяемые электромонтерами

Набор ключей, отвертка, плоскогубцы, индикатор, тестер.

6 . Спо собы канализации электроэнергии

Шинопровод и кабель прокладывают в шахтах, либо по шинам вдоль стены

7 .Органи зация обслуживания и ремонта ЭО

Оперативное обслуживание - ведет бригада деж. электромонтеров, возглавляемым бригадиром. Персонал должен быть 4 группы, до 1000В- 3гр. Постоянный персонал должен пройти стажировку, иметь группу и распоряжение. Обязанности дежурного: содержать закрепленное оборудование, быстро устранять неисправность, снижение простоев, экономия э/энергии, выполнять задания, производить обходы и осмотры, соблюдать Правило по ОТ, внутреннего распорядка, следить за освещенностью, выполнять распоряжения по ограничению, содержать в чистоте закрепленное оборудование и рабочее место.

Техническое обслуживание- проводиться по графикам, планам, мероприятиям. Для вывода в кап. ремонт: составляются дефектные ведомости, сметы, графики ремонтов, заготовлены запчасти, составлена техническая документация, укомплектованы инструменты, приспособления, подготовлены рабочие места. Оборудование после ремонта должно испытываться согласно Норм; испытание под нагрузкой в течении 24 часов, составляется акт, делается запись в агрегатных журналах.

8 . Система оплаты

Повременнопремиальная с тарифной ставкой.

9 . Документация на рабочем месте электромонтера

Оперативный журнал, табель, журнал нарядов и распоряжений.

1 0 .Документация ответственного за электрохозяйство

Приказ о назначении лиц, ответственных за электрохозяйство комбината и структурных подразделений, и лиц, их заменяющих.

Приказ о разграничений сетей по балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности между структурными подразделениями комбината.

Приказ об организации комиссии для проверки знаний электротехнического и электротехнологического персонала.

Распоряжение на закрепление за опытным работником и допуск к стажировке по организации (для руководителей и специалистов) или по структурному подразделению (для рабочих).

Распоряжение на допуск к дублированию для оперативного персонала по организации (для руководителей и специалистов) или по структур ному подразделению (для рабочих)

Распоряжение на допуск к самостоятельной работе для административного и ремонтного персонала по организации (для руководителей и специалистов) структурному подразделению (рабоч.).

Распоряжение на назначение ответственного работника за испытание и проверку ручных электрических, переносного электросветильников.

Распоряжение на работника из числа электротехнического персонала имеющего право присвоения 1 квалификационную группу по эл.без

Списки работников имеющих право выполнения оперативных переключений ведения оперативных переговоров, единоличного

Список работников, имеющих право выдавать наряд, распоряжение.

Список работников, которым даны права допускающего, ответственного руководителя работ, производителя работ, наблюдающего

Перечень технической документации

Перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации

Перечень работ, выполняемых по нарядам и распоряжениям

Перечень средств намерения, переведенных в разряд индикаторов

Журнал учета электрооборудования

Оперативный журнал

Журнал учета работ по нарядам и распоряжениям

Журнал учета присвоения! группы по электробезопасности не-электрическому персоналу

Журнал на средств измерения и учета электрической энергии

Журнал регистрации инструктажей на рабочем месте

Агрегатный журнал

Кабельный журнал

Графики ПНР

Инструкция по пожарной безопасности

Инструкция по охране труда на рабочих местах

Должностные и рабочие инструкции

Инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях

Генеральный план с нанесенными зданиями, сооружениями и подземными электротехническими коммуникациями

Бланки нарядов-допусков

Документы по ведению ограничений к регулированию нагрузок

Паспорт заземляющего устройства

Протокол измерения удельное сопротивление грунта

Протокол измерения сопротивления заземляющего устройства

Протокол измерения напряжения прикосновения

Протоколы измерения токов короткого замыкания электроустановки

Схемы электроснабжения

График проведения противоаварийных тренировок

Журнал по учету противоаварийных тренировок

График визуальных осмотров части заземляющего устройства

Объем оперативной документации может быть дополнен по решению руководителя. Потребителя или ответственного за электрохозяйство.

Оперативную документацию периодически должен просматривать вышестоящий оперативный или административно-технический персонал и принимать меры к устранению обнаруженных недостатков.

Оперативная документация, диаграммы регистрирующих контрольно-измерительных приборов, ведомости показаний расчетных электросчетчиков, выходные документы, формируемые оперативно-информационным комплексом автоматизированных систем управления, относятся к документам строгого учета и подлежат хранению в установленном порядке.

1 1 . Техноло гия ремонта электрооборудования

Текущий ремонт.

Проверка надежности крепления и подтяжка всего крепежа электрической машины, проверка исправности заземления, равномерности воздушного зазора между статором и ротором, исправности работы вентиляции и охлаждения, правильности подбора плавких вставок;

Очистка электрической машины от пыли, масла и грязи без ее разборки;

Зачистка контактных колец или коллектора;

Регулировка и крепление траверс;

Восстановление изоляции перемычек и выводных концов;

Смена или добавление при необходимости смазки в подшипники;

Проверка плотности посадки и состояния полумуфты на валу электрической машины; измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром.

Средний ремонт.

Выполняются все операции текущего ремонта, и, кроме того, производится:

Полная разборка электрической машины с устранением поврежденных мест обмотки без ее замены;

Промывка узлов и деталей;

Замена неисправных пазовых клиньев и изоляционных втулок;

Мойка, протирка и сушка обмоток;

Пропитка обмоток;

Покрытие обмоток эмалями;

Проверка исправности и крепления вентилятора;

Проточка шеек вала после наплавки и ремонт беличьей клетки;

Проверка и выверка зазоров;

Смена фланцевых прокладок;

При необходимости заварка и проточка заточек щитов электрическорй машины;

Проточка и шлифовка контактных колец;

Ремонт и регулировка щеточных механизмов;

Проточка коллектора и его обработка;

Промывка подшипников скольжения и при необходимости перезаливка вкладышей подшипников или их шабровка;

Частичная пропайка «петушков»;

Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением;

Балансировка ротора *(якоря);

Сборка электрической машины и испытание в соответствии с ГОСТ.

Капитальный ремонт.

Выполняются все операции текущего и среднего ремонта и кроме того, производится:

Полная или частичная замена обмоток или их ремонт с последующей не менее чем 2-кратной пропиткой;

Правка, проточка шеек или замена вала ротора;

Ремонт или изготовление подшипников щитов и фланцев;

Переборка контактных колец или коллектора;

Полная пропайка «петушков»;

Замена вентилятора и крепежных деталей;

Проверка крепления активного железа на валу и в статоре и его ремонт (при необходимости);

Чистка, сборка, окраска электрической машины и испытание в соответствии с ГОСТ для новых машин.

Подобные документы

Назначение тележечного цеха, режим его работы и фонды рабочего времени. Обоснование метода организации ремонта вагонов, расчет параметров производственного процесса и выбор необходимого технологического оборудования. Управление в тележечной цехе.

курсовая работа , добавлен 24.10.2012


Технологическая и техническая характеристика основного и вспомогательного оборудования стана 350. Организация работы на участке стана. Метрологическое обеспечение измерений размеров проката. Составление калькуляции себестоимости прокатного профиля круга.

дипломная работа , добавлен 26.10.2012


Структура службы главного механика. Организация и технология обслуживания и ремонта оборудования. Планирование работы ремонтного цеха. Учет работы и планирование технологического оборудования и его ремонта. Формы оплаты труда работникам рабочих служб.

отчет по практике , добавлен 24.12.2009


Описание оборудования ОАО "Минский завод строительных материалов". Организация проведения планового обслуживания и ремонта, порядок проведения, механизации разборочно-сборочных и монтажных работ. Структура и функционирование ремонтно-механического цеха.

отчет по практике , добавлен 23.01.2014


Характеристика предприятия и режим работы. Организация производства, а также деятельности цеха по системе планово-предупредительного ремонта. Расчет трудоемкости работ и потребного количества оборудования, численности рабочих, фонда заработной платы.

курсовая работа , добавлен 10.09.2015


Технологическая схема производства проката. Расчет часовой производительности и загрузки формовочного стана, годового объема производства труб. Расчет массы рулона. Выбор вспомогательного оборудования. Устройство и принцип работы листоправильной машины.

курсовая работа , добавлен 12.03.2015


Рассмотрение проблемы надежности оборудования на ОАО "Белорусский металлургический завод". Назначение и принцип работы виткообразователя стана сортопрокатного цеха. Составление ремонтно-сметной ведомости. Охрана труда слесарей. Способы защиты атмосферы.

дипломная работа , добавлен 12.02.2015


Описание технологического процесса производства в обжимном цехе, основные технологические линии цеха. Расчет параметров агрегатов и выбор оборудования технологических линий обжимного стана, составление баланса металла, расчет параметров блюминга.

курсовая работа , добавлен 07.06.2010


Режим работы механического цеха, фонды времени работы оборудования и рабочих. Технологические процессы и новая техника. Определение количества участков и грузооборота цеха. Выбор подъёмно-транспортных средств. Расчет площадей промышленного корпуса.

курсовая работа , добавлен 03.05.2015


Характеристика технической службы СТО "Крымдизельсервис". Производственная структура, методы технического обслуживания и ремонта автомобилей. Организация технологического процесса работы моторного подразделения. Выбор оборудования, расчет площади участка.

Волочение проволоки представляет собой относительно несложный технологический процесс, который включает в себя несколько различных процедур.

1

Под волочением понимают процесс, который состоит в том, что заготовку протягивают на специальном оборудовании через сужающееся отверстие. Исходная заготовка может быть медной, стальной, алюминиевой. Инструмент, в котором сделано отверстие, носит название волоки, а само отверстие, от конфигурации коего зависит форма изготавливаемого профиля, называют фильерой.

Методика волочения по сравнению с прокаткой обеспечивает в разы большую чистоту и точность поверхности проволоки, а также различных профилей, прутков, труб. Кроме того, протягиваемый металл характеризуется изменением (в лучшую сторону) механическим параметров, что обусловлено укреплением (снятие наклепа) готовых изделий. Волочение активно применяется при изготовлении фасонных очень точных профилей, разных по диаметру труб, проволоки сечением от 1–2 микрон до 10 (а иногда и больше) миллиметров.

Электрохимическая очистка – это травление электролитического типа. Оно бывает катодным и анодным, причем второй способ признается более эффективным и безопасным. При нем анодом выступает очищаемая заготовка, а катодом является медь, железо или свинец. Катодное травление более опасное, так как при нем фиксируется активное выделение водорода и плохо контролируемый отрыв окалины, что приводит к формированию так называемой "травильной хрупкости".

После удаления окалины с использованием химических реагентов заготовку следует тщательно промыть. Это позволяет избавиться от солей железа, грязи, шламов, остатков травильных элементов и раствора кислоты. Если промывание не будет произведено сразу после химобработки, все указанные компоненты засохнут. Добавим – промывание делается сначала в горячей воде, а затем под давлением около 700 Па в холодной.

5

Волочильный процесс при производстве медной проволоки базируется на использовании литых заготовок. Их сначала сплавляют, после чего в горячем состоянии прокатывают. Такой процесс обуславливает появление на катанке пленки из оксидов. Чтобы удалить ее, заготовку обрабатывают разбавленной кислотой, и только после этого выполняют волочение.

Также получение медной проволоки осуществляется по технологии погружного формования. В этом случае поверхность катанки получается чистой. Подобным образом изготавливают максимально тонкие изделия (около 10 микрометров). Но при формовании погружного типа необходимо правильно подобрать смазочные составы, которые обладают высоким качеством и особыми свойствами. К таковым относят следующие смазки:

• комплексные растворы: неионогенные поверхностно-активные вещества, соли (щелочные) жирных сульфированных масел, присадки щелочного состава;
• эмульсии: антипенные, анионные, стабилизирующие соединения, сложные синтетические эфиры, жирные естественные и минеральные углеводородные масляные составы;
• синтетические вещества: соли (неорганические и органические), полимерные растворы.

Для обработки металла посредством волочения служат станки, на которых и осуществляется сама технология волочения. С помощью данного оборудования металлические заготовки подвергаются обработке, состоящей в том, что их, как бы, протягивают через отверстия. Размеры этих отверстий значительно меньше размеров заготовок, т.е. их сечений. Заготовки обжимаются, в связи с их обжатием изменяется их форма и сечение, что ведет к увеличению их длины. См. рис. 1.

Обработка металлов таким методом для производства деталей с круглым и фасонным сечением имеет ряд положительных характеристик:

• высокую точность профиля;
• чистоту поверхности.

А при производстве методом холодного волочения имеются еще и дополнительные преимущества:

• увеличение предела текучести;
• прочности;
• твердости протягиваемой заготовки.

Многие сферы промышленности и народное хозяйство широко применяют продукцию волочильного производства.

Методы волочения используются:

• при получении проволоки минимального диаметра 5 мкм;
• при изготовлении тонких труб, труб диаметром макс. 400 мм.

Современные станы для обработки металлических деталей методом волочения достаточно совершенны. Они сегодня:

• с повышенной производительностью;
• хорошим качеством поверхности выпускаемого продукта;
• с увеличенной стойкостью волок;
• с улучшенными условиями техники безопасности.

Хорошая контрольно-измерительная техника позволяет четко выполнять процессы волочения, в значительной мере уже автоматизированные.

Волоки с высокой стойкостью обеспечивают достижение значительного увеличения скорости и волочение проволоки сверх тонкого диаметра. Очень жесткие требования предъявляются к точности размеров диаметра проволоки.

Для обработки заготовок посредством протягивания применяются устройства различной конструкции. И волочильные станы существуют двух типов.

Функциональное устройство тянущего приспособления определяет назначение волочильных станов. Есть станы, где материал протягивается по прямой линии. Это:

• цепные,
• станы, оснащенные гусеничной тягой,
• с возвратно-поступательно движущимися каретками,
• реечные,
• гидравлические.

Есть станы с барабаном, предназначенным для наматывания обрабатываемого металла.

Назначение станов с движением материала, который подвергается обработке, по прямой линии:

• для волочения прутков,
• волочения труб,
• прочих изделий, которые не сматываются в бунты.

Назначение станов с наматыванием материала в бунты:

• волочение проволоки со специальным профилем,
• волочение труб с минимальным диаметром.

Они характеризуются числом барабанов, принципом их работы и делятся на:

• однократные;
• многократные, с функцией скольжения;
• многократные, без функции скольжения;
• многократные, с обратным натяжением.

Название однократных волочильных станов говорит само за себя: процесс волочения выполняется в один проход. На многократных станах -- в несколько проходов.

Современные агрегаты по производству стальной проволоки методом волочения представляют собой целые комплексные линии, в составе которых имеется оборудование, обеспечивающее исполнение операций по производству проволоки из различных материалов: низкоуглеродистых, высокоуглеродистых или легированных сортов стали. Протягиваемый материал, который будет подвергаться волочению, проходит ряд технологических подготовительных операций или тепловую обработку. Это обусловлено будущим назначением проволоки.

Проволока должна быть соответствующим образом подготовлена к волочению. Она должна быть протравлена, может быть с защитным покрытием, подвергнута горячей и холодной промывке, просушке.

После вышеназванных процедур по подготовке к волочению проволоку передают на волочильный участок производства. В зависимости от цели использования проволока после волочения или термически обрабатывается, или промасливается, увязывается или пакуется. В случае частичного использования проволоки этим же предприятием её передают в соответствующие цеха или отделения. Она передаётся на больших бабинах или катушках.

Вспомогательное оборудование

Каждый агрегат оснащен основным и вспомогательным оборудованием. Основное оборудование выполняет операцию по волочению.

Вспомогательное оборудование:

• разматыватели,
• наматыватели,
• приспособления для острения проволоки,
• смазочное оборудование,
• упаковочное оборудование для бунтов,
• для обрезки проволоки,
• для сварки проволоки и др.

Один тип волочильных станов, о которых мы упоминали выше, имеет барабан для наматывания материала. Количество проходов при процессе волочения и тип стана не меняют основной комплект оборудования волочильного стана. К нему относятся: протягивающий барабан, редуктор, электрический двигатель.

Оборудование для волочения проволоки из стали отличается от волочильного оборудования, предназначенного для проволоки из цветных металлов. Но грань между этими видами оборудования сегодня стирается. Сама технология процесса определяет специфику требований к конструкциям волочильного оборудования и его основным характеристикам.

Оборудование для волочения может быть как универсальным, так и стандартизованным. На производственных участках с большими мощностями и узким сортаментом используется, как правило, специализированное оборудование, а при производстве широкого сортамента целесообразно применять универсальное оборудование.

Цветной металл (медь, алюминий) обладает меньшей прочностью, чем сталь. Эта характеристика является самой определяющей при выборе основных параметров волочильного стана и его конструкции.

Для процесса волочения проволоки из мягких материалов, например, из цветного металла, применяются волочильные станы с функцией скольжения. Это обусловлено тем, что при скольжении проволоки из мягкого материала потери при трении меньше, чем при волочении материала из стали. Повышенная пластичность и меньшая прочность цветного металла в любом случае облегчают заправку стана. При производстве стальной проволоки реже применяются станы с функцией скольжения, в основном при производстве тонкой проволоки минимального диаметра и проволоки для специального применения.

На однократных волочильных станах производят толстую проволоку различного профиля и круглого сечения, диаметром 25-40 мм, трубы из черных и, в большей степени, из цветных металлов. При волочении труб большого диаметра используются барабаны тоже большого диаметра. Чем больше диаметр трубы, тем с большим диаметром выбирают барабан.

Заготовки укладываются на барабан только одним рядом, что уменьшает массу бунта. Волока передвигается вдоль барабана, материал наматывается без перемещения витков по барабану. Таким образом, поверхность и профиль витков предохраняются от повреждения. Рис. 2 демонстрирует стан с передвигающейся волокой.

Однократные волочильные станы рассчитаны на усилие 0,05-200 кН. Это определяется характеристиками протягиваемого материала: сечением, профилем, качеством. Скорость волочения достигает при этом 5 м/сек.

На однократных станах производительность увеличивается за счет увеличения массы бунтов. Это происходит как на стороне разматывания исходного материала, так и на стороне намотки готовой проволоки. Чем больше диаметр протягиваемой проволоки, тем больше вес бунтов, который может быть увеличен с помощью сварки.

Однократный волочильный стан со всеми вспомогательными компонентами демонстрирует рис. 3.

Редуктор 1, коробка скоростей 2, электродвигатель 3, разматывающая фигурка 4, острильное приспособление 5, подъемник 6 и стеллаж 7.

Для передачи проволоки на последующие операции служат приемные устройство. Стан делает останов только при смене приемного устройств, что происходит в момент его заполнения. Это довольно быстрая процедура. Для бунтов с большой массой до 3 тонн используются специальные приемные устройства. Подаваемые последовательно бунты передаются на волочение без остановки стана, не снижая его скорость.

Двигатели на волочильных однократных станах могут быть и постоянного, и переменного тока. Они должны обеспечивать работу стана на ползучей скорости, плавный пуск агрегата, толчковый режим работы, регулирование скорости при волочении, возможность аварийного останова.

2. Станы двукратного волочения

Двукратные волочильные станы выполняют процесс волочения в два прохода, иначе говоря, когда достаточно двух протяжек. Это необходимо для обеспечения заданного размера проволоки или, когда объемы производства небольшие. На материал при двух протяжках подается четырехкратное обжатие.

Наипростейший вариант такого стана заключается в использовании двухступенчатого барабана. На первой ступени барабан имеет меньший диаметр, здесь обеспечивается скольжение проволоки. Разный износ валков дают возможность устанавливать вытяжку на 1-2% выше, чем вытяжка, обусловленная разностью диаметров ступеней.

Скольжение происходит на нижней ступени, в противном случае может иметь место разрыв проволоки. Здесь нет возможности давать высокие обжатия.

Дифференциальные двукратные волочильные станы работают на обеих ступенях без скольжения, однако допускают высокие наряду с низкими обжатиями. Дифференциальный стан, работающий по принципу двукратного волочения, мы видим на рис. 4. Он имеет два волочильных барабана, расположенных на одной оси.

3. Многократные станы

Станы многократного волочения представляют собой оборудование, на котором заготовка протягивается через несколько волок одновременно. Делается это с целью увеличения вытяжки обрабатываемого материала. Волоки расположены одна за другой последовательно.

Для определения кратности волочения существенное значение имеют размеры обрабатываемого материала, его сечение, заданный размер конечного продукта и его механические свойства. Обычно кратность устанавливают в пределах 2 - 25, но можно установить и более.

Чем прочнее материала, тем сложнее он протягивается. За последней волокой не хватает натяжения, чтобы одновременно протянуть материал через все волоки многократной линии. Для этого используют после каждой волоки отдельный тянущий барабан. Тянущий барабан вращается, протягиваемый материал, покидая волоку, наматывается на барабан, одновременно сматываясь, и переходит к следующей волоке.

Многократные станы с функцией скольжения

Имеет место пропорция или соотношение для всех волок стана многократного волочения.

Это условие является залогом для успешного функционирования агрегата:

F1v1 = F2v2 = ... = Fnvn,

при этом F1, F2, ..., Fn— площадь сечения проволоки, когда она покидает волоку;
v1,v2, ..., vn — скорость при наматывании проволоки на барабан, когда проволока выходит из волоки.

Объем материала, который протягивается за определенное время через одну волоку, должен быть одинаков для всех волок стана, иначе проволока станет рваться, сбрасывать петли, а затем и путаться.

Линия многократного волочения, отображенная на рис. 5а, состоит из 7 волок (поз.1), последовательно расположенных друг за другом, и 7 барабанов (поз. 2 и 3). Проволока для волочения надевается на фигурку (поз.4) (не приводную). Все семь барабанов являются тянущими. Привод поз.5 и редуктор поз.6 приводят в движение каждый барабан, установленный для каждой волоки для протягивания проволоки.

На каждый барабан поз.2 наматываются по несколько витков проволоки. В режиме работы каждый оборот барабана соответствует наматыванию одного витка. При этом сверху сматывается один виток. Вот так обеспечивается постоянное число витков на барабане. Протянутая проволока в качестве готового продукта наматывается на барабан поз. 3.

В процессе функционирования стана его волоки естественным образом изнашиваются. Возможна неточность при изготовлении волок. Оба аспекта могут вызывать несоответствие между окружной скоростью барабанов и скоростью движения при протягивании проволоки между волоками.

Может оказаться, что скорость при протягивании окажется на какое-то значение больше окружной скорости промежуточного барабана. Барабан будет не в состоянии создавать тянущее усилие. В этой связи на станах данного типа, с функцией скольжения, окружную скорость внутренних барабанов выбирают на 2-4% больше скорости проволоки при выходе её из волоки. Благодаря этой разнице относительно скоростей барабанов, кроме последнего барабана, проволока проскальзывает. Это определяет название волочильного стана "стан со скольжением".

Станы с многократным волочением и функцией скольжения пригодны для производства методом волочения проволоки из мягких материалов, как медь, алюминий и мягкая сталь. Из прочной стали проволока лишь незначительно проскальзывает. Иначе, при сильном скольжении, проволока сильно нагревается, и будет иметь место значительный износ поверхности барабана. И поверхность самой проволоки станет шероховатой.

При производстве тонкой проволоки (менее 0,5—0,1 мм диаметром) используются ступенчатые станы. Пример такого стана см. на рис. 6. Конструкции таких станов включают в себя макс. четыре волочильных шпинделя и максимально 25 волок. При этом необходимо подбирать размеры волок и диаметры барабанов по ступеням. Скорости волочения проволоки на сегодняшних многократных станах мы видим в ниже следующей таблице:

Станы со сдвоенными барабанами

На станах многократного волочения, где проволока, накапливаясь, может начать скручиваться, были разработаны и применены новые идеи. Эти разработки направлены на способ намотки проволоки на барабаны и транспортировку её в следующую волоку.

Отображенный на рис. 8 стан представляет конструкцию из блоков. Число блоков равно кратности волочения. Данный тип исполнения отличен от конструкций обычных станов тем, что шпиндель оснащен двумя барабанами. Барабаны установлены друг над другом. Барабан внизу зафиксирован на шпинделе с помощью шпонки. Верхний барабан свободно вращается благодаря подшипникам качения, на которых он устанавливается на шпиндель.

Проволока направляется с помощью ролика снизу вверх. Намотка её на барабаны осуществляется в противоположных направлениях. См. рис.9. Проволока, накапливаясь на обоих барабанах, верхнем и нижнем, спускается по роликам (2 направляющих ролика) к волоке следующего блока. Процесс повторяется таким же образом, что и в 1-ом блоке.

Конечники, смонтированные на барабанах, фиксируют максимальный и минимальный запасы проволоки на барабанах. При достижении максимального запаса конечник срабатывает и останавливает барабан. Как только запас проволоки снова станет минимальным, другой конечник дает сигнал на запуск барабана.

Если верхний барабан пребывает в состоянии покоя, направляющий ролик вращается медленнее, в сравнении с нижним барабаном (вдвое). Это способствует одинаковому накапливанию проволоки на обоих барабанах при их одинаковых диаметрах.

При более медленном сматывании проволоки с верхнего барабана в сравнении с намоткой на барабане снизу накопление проволоки на обоих барабанах растет, и направляющий ролик делает вращение вокруг оси шпинделя медленнее, чем разница скоростей двух барабанов, ровно вдвое.

Если количество проволоки, снятое с верхнего барабана, равно количеству проволоки, которое образовалось вследствие намотки на нижнем барабане, то направляющий ролик не делает вращений вокруг оси шпинделя. Когда количество смотанной с верхнего барабана проволоки превышает образовавшееся вследствие намотки на нижнем барабане количество, то проволока накапливается медленнее. Ролик начинает крутиться по отношению к вращению нижнего барабана в обратном направлении, а скорость вращения ролика ниже, чем разница между скоростями вращения верхнего и нижнего барабанов (ровно вдвое).

Барабаны данных станов оснащены индивидуальными приводами. Конструкция данных станов имеет наряду с рядом преимуществ (проволока не скручивается, готовую проволоку можно снять с барабана и заменить шпули без остановки агрегата, можно остановить любой барабан отдельно, можно использовать привод переменного тока) свои недостатки, которые заключаются в многочисленных изгибах проволоки. Вследствие этого трудно заправлять стан при наличии проволоки с большим сечением, которая предназначена для процесса волочения.

На этом же принципе функционирования работают станы с другой конструкцией барабанов, когда их располагают один в другом. Усовершенствованными считаются станы, в которых заложена функция противонатяжения.

Многократные станы с функцией противонатяжения или петлевые станы.

Противонатяжение способствует уменьшению износа волок, проволока становится более равномерной по своей толщине. Это дает возможность выполнять процесс волочения на высоких скоростях.

Противонатяжение создается посредством регулирования скорости вращения барабанов, исключив при этом скольжение проволоки по барабану. Подобные станы укомплектованы так же, как и иные многократные волочильные станы: несколько расположенных друг за другом барабанов и установленные между барабанами волоки.

См. рис. 10. Конструкции барабанов на таких станах аналогичны конструкциям барабанов новых станов, оснащенных функцией скольжения. Двигатели регулируются по частоте. Регулирование скорости барабанов способствует непрерывному волочению проволоки без проскальзывания.

Проволока огибает барабан, направляясь к натяжному ролику, следом огибает холостой ролик, который неподвижен, продвигаясь к волоке. Выйдя из волоки, проволока поступает на следующий барабан, и процесс повторяется. Направление проволоки мы видим на рис. 10. Оно обозначено стрелками.

1 — блок чистового барабана; 2 — блок промежуточного барабана; 3 — буфер; 4 — натяжной ролик; 5 — регулятор скорости; 6, 8, 10 — мыльницы; 7 — блок ступенчатого барабана; 9 —направляющий ролик; 11 — вентилятор; 12, 13 — подмоторные плиты; 14 — зубчатая муфта; 15 — электроблокировка щита; 16 — измеритель скорости волочения: 17 — плита под блоками; 18 — электродвигатель; 19 — щит; 20 — маслоотвод; 21 — ножной барьер; 22 — ручной барьер

На рис. 12 отображен промежуточный барабан.

Барабан поз.1 насажен на шпиндель поз.2. Привод двигателя с помощью зубчатой муфты, многозаходного червяка поз. 4 и червячного колеса поз.3 приводит барабан в движение. Отдельный блок состоит из барабана поз. 1, шпинделя поз. 2, корпуса редуктора, представленного верхней поз. 6 и нижней поз. 5 его частями. Количеством проходов в процессе волочения определяется число блоков, впоследствии монтируемых на станине. В связи с тем, что подобные волочильные станы являются высокоскоростными, на барабанах намотано всего несколько витков, происходит нагрев барабана и проволоки, то их нужно охлаждать. На охлаждение барабанов подается вода. Проволоку охлаждают воздухом. Волоки монтируются в так называемой мыльнице и охлаждаются водой. Устройство мельницы отображено на рис. 13.

Аварийный выключатель отключает агрегат в случае запутывания проволоки. Станы, снабженные функцией противонатяжения, имеют ряд преимуществ:

• при транспортировке проволоки между барабанами она не скручивается;
• противонатяжение создается посредством регулирования скорости барабанов в автоматическом режиме;
• функция противонатяжения способствует снижению износа волок и уменьшению нагревания проволоки; это повышает качество проволоки и обеспечивать высокоскоростной режим волочения;
• нет необходимости снимать проволоку сверху, что исключает травматизм рабочего персонала.

Данная конструкция петлевых волочильных станов обладает рядом недостатков:

• при производстве проволоки из высокопрочных сортов стали затруднена заправка стана;
• большое количество роликов (натяжных, направляющих) создает дополнительные изгибы для проволоки;
• противонатяжение регулируется в небольшом диапазоне;
• вынужденное использование постоянного тока ведет к удорожанию и усложнению данной конструкции.

Эти недостатки не присущи прямоточным станам с функцией противонатяжения.

Беспетлевые станы (прямоточные)

На рис. 14 см. другую конструкцию стана с функцией противонатяжения.

На этом агрегате на барабаны также наматывается всего несколько витков (от 6 до 10 проволочных витков на каждый барабан). Этих витков вполне хватает для создания необходимого усилия трения, сосредоточенного между барабаном и проволокой. Полоса протягивается через волоки без проскальзывания. Проволока транспортируется без роликов, что предотвращает полосу в момент перехода от скручивания.

Противонатяжение на беспетлевых станах создают электродвигатели. Это позволяет применять более высокие противонатяжения и регулировать их в более широких диапазонах. Тот факт, что на данных станах нет такого множества различных роликов, облегчает заправку стана при волочении толстой проволоки из высокопрочных материалов. Не все виды проволоки допускают больших обжатий. Именно для них важно и эффективно применение противонатяжения. Фасонная проволока производится при использовании небольших обжатий. Это снижает степень износа волок.

При производстве проволоки из мало- и высокоуглеродистой стали используемое противонатяжение составляет макс. 10—15% от общего усилия волочения. На рис. 14 показан стан для производства проволоки из высокоуглеродистых сортов стали методом волочения. Барабаны стана оснащены индивидуальным приводом постоянного тока. Барабаны соединяются последовательно.

Момент настраивается так, что его избыток определяет величину противонатяжения. Скорость настраивается только на барабане для готовой проволоки, остальные барабаны настраиваются автоматически, исходя из частоты вращения барабана готовой проволоки и обжатий, используемых в каждой волоке.

При заправке стана регулировка двигателя продолжается, пока его момента не будет достаточно для протяжки проволоки через волоку и создания натяжения для разворота барабана (заднего натяжения). Оно уменьшает давление на стенки, и тем самым, уменьшает трение и нагрев.

При меньшем нагреве можно устанавливать высокую скорость при процессе волочения. Чрезмерный нагрев разрушает смазку и снижает качество проволоки, её поверхности. На таких агрегатах для барабанов и волок подается в целях охлаждения вода, а на проволоку подается охлаждающий воздух.

Охлаждение способствует снижению температуры нагрева проволоки и повышает предел её прочности.

Станам данного типа присущи следующие положительные моменты:

• при волочении проволока не скручивается,
• обеспечивается протяжка проволок различных профилей и некруглого сечения,
• широкий диапазон регулирования противонатяжения,
• не возникает сложности в заправке стана,
• нет роликов - нет лишних изгибов проволоки,
• нет регулятора скорости,
• упрощенная схема агрегата (механическая и электрическая).

Пожалуй, применение электродвигателей постоянного тока низкого напряжения (менее 110 В) относится к существенным недостаткам данной конструкции подобных станов.

На рис. 16,б продемонстрирован следующий тип привода, который создает дифференциальная передача. Она расположена между электрическим двигателем и зубчатой передачей. Настройка скорости барабанов непосредственно зависит от смены режима обжатий. Скорость регулируется автоматически.

При смене режима обжатия необходимо поменять передаточное число редуктора на всех барабанах. На всех прямоточных станах так делается, которые оснащены приводами переменного тока. А привода могут быть и индивидуальными, и групповыми. Индивидуальные - это каждый блок имеет отдельный привод, а групповой - это, когда один общий привод устанавливается сразу на все блоки.

Быстрая смена режимов при эксплуатации таких станов является показателем его производительности. Да и тем быстрее операторы стана начинают приобретать навыки управления и обслуживания агрегата. Повернув ручку всего одного выключателя на стане, оснащенном приводом постоянного тока, оператор переключает все барабаны на другую скорость. Привода переменного тока более сложны для такого простого переключения скоростей волочения, здесь это связано и с переключением зубчатых передач по всем редукторам, и в коробках скоростей, или предпринимаются переключения в обоих блоках управления сразу.

А главное, на приводах переменного тока сложно включить плавный запуск или плавное ускорение, что очень важно при переключениях скорости, особенно в сторону её увеличения.

Улучшить данную проблему можно посредством использования гидродинамических муфт, ибо они и способствуют значительному снижению динамических нагрузок на зубчатые передачи при смене режимов, при запуске или останове агрегата, а также снижает вероятность обрыва проволоки вследствие переключения одного режима работы стана на другой.

Станы с приводом переменного тока стоят в денежном соотношении меньше, чем станы с приводом постоянного тока. Но последние, т.е. приводы постоянного тока, более удобны и в обслуживании, и в управлении. У них диапазон регулирования скорости значительно больше на всех барабанах, а при смене режима обжатий скорость регулируется в автоматическом режиме.

4. Поточные линии для волочения проволоки

Многократные волочильные станы это, как известно, поточные линии. Это означает, процесс на линии идет непрерывно, начиная с доставки заготовок до получения готовой проволоки, не останавливая линию. Такие станы обрабатывают проволоку, максимально её деформируя, протягивая её между термическими обработками или сразу обжимая до заданного размера.

По данной технологии можно объединять в одной линии несколько станов однократного волочения. Объединив таким образом агрегаты, раньше располагавшиеся в разных участках цеха, экономится время на затраты по операциям и транспортировке заготовок.

Поточные линии собираются из аналогичного оборудования по мощностным данным, иначе может падать общая производительность заново укомплектованной поточной линии.

Комбинация из операций удаления окалины механическим путем и волочения

Сегодня известно множество комбинированных линий. Также как совмещены агрегаты удаления окалины с продукции механическим путем с линиями травления, сегодня совмещают устройства удаления окалины (механическим путем) с волочильными станами (однократного и многократного волочения).

При таком комбинировании двух агрегатов мы имеем следующие положительные момента:

• нет необходимости подавать катанку со склада в линию травления,
• там же потом протравливать, делать промывку, известкование или наносить защитные покрытия,
• впоследствии транспортировать катанку в волочильное производство.

Линию травления, занимающую большие площади в цехах, трудно совместить с волочильным станом.

Однако новое механическое оборудование для удаления окалины, не уступающее по производительности современному стану волочения, позволяет создавать комбинацию из этих двух агрегатов.

Объединение этих предполагает следующие преимущества:

• сокращение персонала,
• сокращение связанных с этим расходов,
• механическое оборудование удаления окалины значительно меньше стоит, чем химическое,
• агрегат удаления окалины не занимает так много места в цехе, как полноценная линия травления,
• не будет отходов с травильного агрегата и будет чистым окружение.

Комбинация из операций по волочению и отжигу

Все более известными на сегодня и приобретающими широкое распространение становятся комбинированные линии по непрерывным процессам отжига и волочения. Подобный агрегат на рис. 17. Наибольшую ценность эти комбинации имеют для обработки на волочильных производствах проволоки из меди (0,1—4,0 мм диаметром). Скорость при отжиге варьирует зависимо от толщины проволоки (её диаметра). Если она диаметром 0,15— 0,4 мм, то её отжигают со скоростью волочения 22—25 м/сек., проволоку от 0,4 до 1,0 мм диаметром отжигают с максимальной скоростью 20 м/сек. Проволока большого диаметра (1—4 мм) отжигается медленно (до 6,5 м/сек.).

Имеется ряд комбинированных линий, в составе которых имеется ряд агрегатов, например, для процессов волочения, отжига, лужения и нанесения изоляционного покрытия на проволоку. Все эти процессы являются непрерывными и высокоскоростными, поэтому в начале и в конце линии стоят, соответственно, разматыватели и моталки, гарантирующие непрерывную подачу заготовок и снятие готовой проволоки, не останавливая линию.

Преимущества таких комбинированных линий:

• большой экономический эффект,
• уменьшается потребность во вспомогательном оборудовании,
• значительное сокращение производственных площадей,
• значительное снижение стоимости производства,
• нет транспортировки исходного материала для передачи с одного технологического отделения к другому.

Многониточное волочение

С понятием "многониточное волочение" мы сталкиваемся при волочении особо тонких проволок из цветных металлов. Многониточные станы функционируют в режиме непрерывного производства, для заправки каждого бунта и для съема готовой проволоки остановки агрегата не требуется. Волочение проволоки на подобных установках совмещается с процессом отжига и нанесения покрытий на продукт. При комбинациях такого рода приоритет имеет скорость более медленной технологической обработки. Есть 18-ниточные волочильные станы, где скорость обработки не выше 5 м/сек. В сумме скорость достигает 90 м/сек.

Преимущества низкой скорости на аналогичном стане:

• упрощается обслуживание стана,
• уменьшается вероятность обрывов проволоки,
• стабильность в получении качества эмалированной проволоки.

Если операции не совмещаются, станы оснащаются системами для двух- и десятиниточного волочения, здесь идет обработка со скоростью 10—15 м/сек.

Чем больше ниток на стане, тем меньше скорость обработки, а соответственно, ниже производительность. Но объясняется это тем, что ликвидация последствий при обрыве проволоки на многониточном стане связана с огромной потерей времени в сравнении с однониточным станом. Для повышения производительности на многониточном стане следует тщательно относиться к подготовке материала к процессу (волочению), подбирать технологическую смазку и средства охлаждения для проволоки.

ВОЛОЧИЛЬНО-ПРОКАТНЫЙ СТАН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА САМООТОЖЖЕННОЙ МЕДНОЙ ПРОВОЛОКИ ИЗ КАТАНКИ ETP ДИАМЕТРОМ 8 мм

ПРЕДИСЛОВИЕ

Производство медной проволоки из 8 мм катанки ETP было начато около 50 лет назад с применением традиционных линий грубого волочения со встроенной системой электрического отжига. За это время машины грубого волочения совершенствовались как в механической части, так и в части автоматизации. Однако, базовая концепция конструкции все-таки требует, чтобы проволока в ходе процесса охлаждалась на каждом кабестане перед входом в волоку. Для получения мягкой проволоки ее нужно вначале нагреть, а затем охладить.

Таким образом, фундаментальные ограничения данного процесса можно суммировать следующим образом:

Высокий расход электроэнергии: около 80-90 кВтч на тонну продукта необходимо для рекристаллизации меди в устройстве отжига. Ручная заправка проволоки в каждую волоку на каждом кабестане, сопровождаемая риском травматизма

Концепция нового процесса основана на использовании энергии прокатки для увеличения температуры проволоки в ходе прокатки, то есть она выходит при температуре выше температуры рекристаллизации. Таким образом, удается полностью уйти от затрат на нагрев проволоки при отжиге.

Кроме того, энергия, требуемая для операций прокатки при такой температуре, достигается гораздо меньшим расходом электроэнергии по сравнению с волочильной машиной. Система волочильно-прокатного стана для меди является революционным типом оборудования . Ниже приведены основные преимущества данного инновационного процесса.

Основные преимущества
a ) Нет необходимости в отжиге, поэтому энергопотребление ниже
b ) Менее дорогой трансформатор
c ) Нет необходимости в кабеле на 5000 А
d ) Система более экологична: экономия до 50% по сравнению с традиционной операцией грубого волочения (около 80 кВтч/т)
При загрузке в течение 250 дней в год с минимальной эффективностью системы в 90% (при производстве медной проволоки Ø 2.0 мм ) ожидаемая производительность составляет 14500 тонн в год. Это соответствует экономии электроэнергии в объеме 1.200.000 кВтч в год. Принимая во внимание стоимость электроэнергии в западноевропейских странах (включая налоги и стоимость распределения) около 0.1 Евро за кВтч, общая экономия может составить до 120.000 Евро в год.

Ежегодная экономия = 2.7 т/ч x 24 ч/день x 250 дней/год x 0.9 x 80 кВтч/т x 0.1 €/кВтч ≈120,000 €/год
e ) Отсутствие медной пыли в процессе
f ) Компактная машина - всего 5 м
g ) Больше места для последующих операций
h ) Меньшая стоимость монтажа; все вспомогательные системы включены
i ) Подача и выход на рабочую скорость менее чем за 6 с; замедление при аварийной остановке менее чем за 3 секунды

1. ОБЗОР ПРОЕКТА

Стан предназначен для переработки медной катанки диаметром 8 мм до мягкой проволоки диаметром 2 мм (удлинение в пределах 25 – 35%), как будет далее изложено далее.

1.1 ДИАМЕТР ПРОВОЛОКИ

Волочильно-прокатный стан спроектирован для переработки медной катанки с Ø 8 мм до 2 мм.
В качестве альтернативы данный стан по запросу покупателя может быть спроектирован для переработки медной катанки с Ø 8 мм до 1.8 мм либо 2.3 мм.

1.2 ОЖИДАЕМАЯ СКОРОСТЬ ПРОВОЛОКИ И ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА

Волочильно-прокатный стан спроектирован для работы в тяжелых условиях. Максимальное потребление электроэнергии каждой клети составит 35 кВтч.
Максимальная механическая скорость на выходе составит 30 м/с. Действительная скорость составит прибл. 27 м/с для проволоки диаметром 2 мм.
Ожидаемая производительность для проволоки Ø 2 мм – прибл. 2700 кг/ч.

Направление перемещения проволоки – слева направо (считая, что оператор стоит лицом к передней части линии).

2. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

Система оснащена следующим оборудованием:

2.1 ОТДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХ БОЛЬШИХ БУХТ

Отдающее устройство состоит из следующих компонентов:

a ) Портальная система
Портальная система выполнена из сварных стальных плит, где медная катанка свободно поднимается и поворачивается вокруг большого цилиндра перед подачей в волочильно-прокатный стан .

b ) Электромеханическое оборудование для обеспечения безопасности
Электромеханическое оборудование для обеспечения безопасности помещено непосредственно перед верхним цилиндром для обеспечения аварийного останова системы в случае запутывания катанки при размотке.

Отдающая система позволяет размещать две большие бухты медной катанки для выполнения операций стыковой сварки концов.
Максимальная скорость размотки: 1.75 м/с.

2.2 ПРАВИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАТАНКИ

Узел оснащен направляющими роликами, двумя комплектами холостых правильных колес с ручной регулировкой для прямления катанки перед входом в волочильно-прокатный стан.

2.3 ВОЛОЧИЛЬНО-ПРОКАТНЫЙ СТАН

В данной специфической конфигурации волочильно-прокатный стан оснащен восьмью (8) клетями прокатки. Стан состоит из следующих компонентов:

a ) Основная станина

Станина выполнена из толстых сварных стальных плит, полностью обработанных после отжига и прошедших пескоструйную обработку.
На фронтальной стороне смонтированы 8 прокатных клетей. На задней стороне располагаются зубчатые редукторы и один мотор переменного тока на 300 кВт с варьируемой скоростью, производства Siemens , приводящий в движение 8 клетей.

b ) Прокатные клети

Прокатные клети расположены в передней части станины волочильно-прокатный стан. Для простоты обслуживания каждая клеть выполнена в виде двух «раковин» (полукорпусов), содержащих главный вал, соединенный с редуктором посредством зубчатой пары с системой безопасности в виде срезаемой шпонки. Главный вал несет один из рабочих роликов и два зубчатых колеса. Все рабочие профили роликов выполнены из стали либо карбида вольфрама и являются быстросъемными.

Каждая клеть оснащена входными и выходными направляющими. Все компоненты клети – сменные, кроме рабочих роликов и направляющих. Для охлаждения проволоки направляющих и рабочие роликов используется эмульсия (растворимое масло + вода); соответствующая насосная система включена. Каждая клеть оснащена запорным клапаном для эмульсии и устройством аварийной остановки стана в случае серьезной проблемы с роликами. Подшипники клетей смазываются консистентной смазкой.

Установка зазора между роликами, для которых требуется радиальная и осевая настройка вспомогательных роликов, выполняется посредством системы эксцентриков. Эта операция выполняется вне линии с помощью специального оптического прибора (включенного в поставку).

c ) Звукозащитная крышка

Поставляется стальная крышка, закрывающая клети во время работы. Крышка оснащена вытяжным фланцем (и контрфланцем). Уровень шума при нормальных рабочих условиях – ниже 80дБ (при нахождении оператора на расстоянии 1 м от дверей).

d ) Специальный комплект инструментов для обслуживания

Обслуживание стана очень несложно и может выполняться любым обученным оператором. Объем поставки включает следующий специальный инструмент:

Оптический прибор для настройки клетей

Комплект специального инструмента для сборки и разборки роликов, подшипников и валов.

О последовательности прокатки

Последовательность прокатки отражает хорошо известный и испытанный принцип, когда деформация катанки выполняется в виде цепочки геометрических профилей: треугольник/круг /треугольник /круг; каждая вторая клеть может изготавливать проволоку круглого профиля.

Ниже приведены наиболее характерные особенности в олочильно-прокатного стана , используемого в данной системе:

Диаметр катанки на входе в клеть 1

Максимальная скорость на входе в клеть 1: 1.7 м/с

Диаметр проволоки на выходе из клети 8: 2.0 мм (*)

Скорость проволоки диаметром 2.0 мм: 27 м/с

(*) В качестве альтернативного решения стан может быть спроектирован для производства проволоки диаметром либо 1.8 мм либо 2.3 мм.

2.4 ТРАНЗИТНЫЙ УЗЕЛ

После выхода из последней клети прокатки проволока входит в закрытую емкость с контролируемой средой, где ряд шкивов позволяет проволоке оставаться при высокой температуре рекристаллизации в течение необходимого времени.

2.5 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

На выходе из транзитного узла проволока входит в трубу высокоскоростного охлаждения, функция которой состоит в снижении температуры проволоки до прибл. 80÷90° C . На выходе из зоны охлаждения установлен узел сушки для удаления охладителя/жидкости. В качестве хладагента в стане используется эмульсия. Все компоненты выполнены из нержавеющей стали.

2.6 КОМПЕНСАТОР

Компенсатор расположен между волочильно-прокатным станом и бухтовщиком. Он предназначен для выравнивания разности скоростей при ускорении и замедлении, а также для синхронизации скорости при работе с сопряженным оборудованием.

2.7 АВТОМАТИЧЕСКИЙ БУХТОВЩИК

Автоматический бухтовщик портальной конструкции с вертикальным бухтовочным кабестаном для производства бухт в соответствии с размерами Покупателя.

Бухтовочный кабестан имеет твердое металлическое покрытие.

Корзины, расположенные в линию:

Одна, пустая, в ожидании

Одна в процессе заполнения

Одна, полная, в ожидании выемки

Один моторизованный цепной конвейер приводит в движение корзины, когда центральная заполнена.

При смене корзины проволока буферизуется на накопитель снизу от бухтовочного кабестана. Проволока обрезается вручную. Синхронизация бухтовщика и стана происходит посредством компенсатора с проволокой. Максимально допустимая скорость проволоки 30 м/с. Бухтовщик оснащен мотором переменного тока с переменной скоростью и системой управления. Размеры бухт согласуются с покупателем при заказе.