Дипломная работа: Повышение рентабельности продукции на основе снижения переменных затрат в цехе холодной прокатки нержавеющей ленты ОАО ММЗ "Серп и молот"

Значительные резервы снижения себестоимости заключены в сокращении потерь от брака и других непроизводительных расходов. Изучение причин брака, выявление его виновника дают возможность осуществить мероприятия по ликвидации потерь от брака, сокращению и наиболее рациональному использованию отходов производства.

Масштабы выявления и использования резервов снижения себестоимости продукции во многом зависят от того, как поставлена работа по изучению и внедрению опыта, имеющегося на других предприятиях. [8]

1.4 Деление затрат (издержек) на постоянные и переменные

Если рассматривать производственные затраты, то их можно группировать следующими способами:

по отношению к объему производства: переменные (затраты, размер которых изменяется пропорционально изменению объема производства продукции, - сырье и основные материалы, заработная плата производственных рабочих и др.) и условно-постоянные (размер этих затрат почти не зависит от изменения объема производства продукции; к ним относятся общепроизводственные и общехозяйственные расходы и др.);

К условно-переменным затратам Cv, которые зависят от объема производства, относятся:

•     сырье и основные материалы;

•     вспомогательные материалы;

•     транспортные расходы;

•     затраты на техническую оснастку;

•     текущий ремонт оборудования.

Затраты на энергоносители можно разделить на 2 составляющие:

■    двигательная электроэнергия и технологическое топливо (80%);

■    электроэнергия на освещение, обогрев помещения и т.п. (20%).

Первая составляющая будет зависеть от объема производства, а вторая - нет. Заработную плату с отчислениями также можно разделить на 2 составляющие:

·           затраты на оплату труда административно-управленческого персонала, управленческого аппарата, на поддержание (на минимуме) трудового коллектива при спаде производства (50%);

·           затраты на оплату труда производственных рабочих, которая будет зависеть от объема производства.

Остальные издержки производства (плату за аренду помещений, амортизационные отчисления, общезаводские расходы и пр.) следует отнести к условно-постоянным Ср.

Таким образом,

а)       условно-постоянные затраты составили в %: 20

б)      условно-переменные затраты составили в %: 80

Следует отметить, что при анализе безубыточности принимается условие:

·          Объем производства = объему продаж.

·          Условно-переменные затраты изменяются пропорционально объему производства.

·          Условно-постоянные эксплуатационные затраты одинаковы для любого объема продукции

1.5 Факторы, влияющие на снижение издержек производства

Совершенно очевидно, что каждая фирма должна стремиться к сокращению издержек производства и себестоимости продукции. При стабильных ценах и прочих равных условиях сокращение издержек приводит к росту прибыли, приходящейся на единицу продукции.

Себестоимость продукции отражает уровень использования потребляемых производственных факторов, который в свою очередь определяется технико-организационными (техника и технология, организация производства, труда и правления), социальными и природными факторами (условиями), или, как их принято называть в совокупности, технико-экономическими факторами.

Таким образом, основными направлениями снижения себестоимости являются:

·   повышение технического уровня производства;

·   улучшение организации производства, труда и управления;

·   изменение объема, структуры и размещения производства.

Рассмотрим влияние перечисленных групп факторов более подробно. В первой группе факторов выделяются: внедрение новой, прогрессивной технологии, механизация и автоматизация производственных процессов; расширение масштабов и совершенствование применяемой технологии и техники; улучшение использования имеющихся и применение новых видов сырья и материалов; изменение конструкции и технологических характеристик изделий и другие факторы, повышающие технический уровень производства. Отдельно рассматривается внедрение вычислительной техники. По этому фактору учитывается влияние на себестоимость товарной продукции результатов от внедрения и дальнейшего развития автоматизированных систем управления технологическими процессами производства, а также от ввода в действие отдельных ЭВМ и других средств вычислительной техники.

Вторая группа факторов включает: развитие специализации производства; совершенствование организации, обслуживания и управления производством, сокращение затрат на управление; улучшение организации труда, материально-технического снабжения, использование основных фондов, материальных ресурсов; сокращение транспортных расходов; ликвидация излишних затрат и потерь и другие факторы, повышающие уровень организации.

К третьей группе относятся: снижение затрат в результате роста объема производства за счет уменьшения постоянных издержек (положительный эффект масштаба производства); изменение структуры (номенклатуры и ассортимента) продукции; повышение качества продукции; изменение размещения производства.

С ростом объема производства постоянные издержки, приходящиеся на единицу изделия, уменьшаются, в результате чего снижается полная себестоимость единицы и всей продукции фирмы. Известно, что производство продукции более высокого качества требует и высокого уровня издержек производства. Однако это утверждение было опровергнуто японскими предприятиями, использующими метод "точно вовремя". Главная цель их системы - сокращение издержек. Эта система способствует росту эффективности производства, увеличивает оборачиваемость капитала (отношение объема продаж к основному капиталу). Для снижения издержек необходимо приспособление системы к ежедневным колебаниям спроса путем непрерывного регулирования номенклатуры и объема выпускаемой продукции, обеспечение высококачественными комплектующими деталями.

1.6 Анализ и повышение рентабельности продукции

Рентабельность в отличие от прибыли предприятия, показывающей эффект предпринимательской деятельности, характеризует эффективность этой деятельности. Рентабельность - относительная величина, выражающая прибыльность (доходность) предприятия. В рыночной экономике существует система показателей рентабельности.

Рентабельность продукции можно рассчитать как по всей реализованной продукции, так и по отдельным ее видам. Рентабельность всей реализованной продукции можно определить как:

·           процентное отношение прибыли от реализации продукции к затратам на ее производство и реализацию;

·           процентное отношение прибыли от реализации продукции к выручке от реализованной продукции;

·           процентное отношение балансовой прибыли к выручке от реализации продукции;

·           отношение чистой прибыли к выручке от реализации продукции.

Эти показатели дают представление об эффективности текущих затрат предприятия и степени доходности реализуемой продукции.

Рентабельность отдельных видов продукции зависит от цены и полной себестоимости. Она определяется как процентное отношение цены реализации единицы данной продукции за вычетом ее полной себестоимости к полной себестоимости единицы данной продукции.

Рентабельность имущества (активов) предприятия рассчитывается как процентное соотношение чистой прибыли к средней величине активов (имущества).

Рентабельность внеоборотных средств определяется как процентное соотношение чистой прибыли к средней величине внеоборотных активов.

Рентабельность оборотных активов определяется как процентное отношение чистой прибыли к среднегодовой стоимости оборотных активов.

Рентабельность инвестиций определяется как процентное отношение валовой прибыли к стоимости имущества предприятия.

Рентабельность собственного капитала рассчитывается как процентное отношение чистой прибыли к величине собственного капитала.

Показатели рентабельности используются в процессе анализа финансово- хозяйственной деятельности, принятия управленческих решений, решений потенциальных инвесторов об участии в финансировании инвестиционных проектов.

Повышение рентабельности может быть достигнуто как посредством увеличения суммы прибыли, так и путем снижения стоимости производственных фондов. Невыполнение плана прибыли и увеличение производственных фондов может привести к снижению уровня рентабельности. Поскольку рентабельность - показатель относительный, его рост или снижение возможны и при различном соотношении темпов изменения прибыли и фондов. [9]

Анализ общей рентабельности имеет большое значение для комплексной характеристики работы с точки зрения эффективности использования всего производственного потенциала, находящего в распоряжении производственного предприятия.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Программа прокатки станов холодной прокатки листовой стали

Характерной особенностью развития листопрокатного производства является непрерывное увеличение доли холоднокатаной листовой стали в общем выпуске тонколистовой стали. На современных станах листы толщиной менее 1,5 мм прокатывают в холодном состоянии. Во многих отраслях народного хозяйства с каждым годом увеличивается потребность в тонколистовой стали с высокими механическими свойствами, равномерной толщиной по ширине и длине, высоким качеством поверхности. Холодная прокатка в сочетании с термической обработкой позволяет изготовить листовую сталь, удовлетворяющую указанным требованиям.

На современных листовых станах холодной прокатки производят листовую сталь с минимальной толщиной 0,15 мм и максимальной шириной 2000 мм и более, жесть с минимальной толщиной около 0,07 мм и максимальной шириной до 1300 мм и ленты с минимальной толщиной 0,0015 мм и максимальной шириной до 1000 мм и более.

Согласно ГОСТ 19904-74, поставляют холоднокатаную сталь толщиной 0,5-5,0 мм и шириной более 500 мм. Она должна иметь хорошую поверхность и обладать высокой вязкостью, так как в основном ее применяют для изготовления деталей штамповкой.

При изготовлении консервных банок, крышек к стеклянной таре и других изделий применяют тонколистовую сталь толщиной 0,06-0,50 мм, прокатанную из низкоуглеродистой стали.

Большое распространение имеет холодная прокатка конструкционной тонколистовой стали обыкновенного качества толщиной 0,8-2,0 мм (изготовляют из стали марок Ст0-Ст6), кровельной тонколистовой стали толщиной 0,4-0,82 мм (прокатывают из мягкой углеродистой стали, ее применяют для кровли и поделочных работ), декапированной (травленой) стали толщиной 0,25-2,0 мм, а также тонколистовой стали с защитными покрытиями (оцинкованной, алюминированной, покрытой пластиками). В электромашино-строении широко применяют трансформаторную и динамную стали при изготовлении силовых трансформаторов, генераторов, двигателей и других электрических машин. В ряде отраслей машиностроения - нефтяном, химическом, пищевом - широко используют холоднокатаную коррозионностойкую тонколистовую сталь. Исходным материалом в этом случае являются хромистые и хромоникелевые стали, а также легированные другими элементами стали и сплавы.

Современные цехи холодной прокатки листовой стали имеют определенную специализацию и предназначены для обработки определенного вида холоднокатаной листовой стали.

Листовую сталь, подвергающуюся при штамповке весьма глубокой вытяжке, прокатывают из углеродистой стали марок от 08 до 20; глубокой вытяжке - от 08 до 35, а подвергающуюся нормальной вытяжке - из углеродистой стали всех марок.

По степени отделки качественную углеродистую тонколистовую сталь разделяют на стали с особо высокой отделкой, стали с высокой отделкой поверхности, стали улучшенной и нормальной отделкой. Качественную углеродистую тонколистовую сталь поставляют по степени штампуемости, определяемой испытанием на вытяжку, или по механическим свойствам. По техническим условиям эта листовая сталь должна иметь определенную структуру металла, т.е. определенную величину и форму зерна при отсутствии структурного свободного цементита по границам зерен. После глубокой вытяжки крупнозернистой стали получается шероховатая поверхность, которая не сглаживается при покрытии лаком. Поэтому для производства, например, деталей автомобилей, к внешней отделке которых предъявляют высокие требования, такую сталь не применяют. Для получения готовых изделий с хорошей поверхностью листовая сталь должна иметь мелкозернистую структуру. Поэтому для весьма глубокой вытяжки применяют листовую сталь со средним зерном; в этом случае возможно получение слегка шероховатой поверхности. Листовая сталь, имеющая мелкозернистую структуру, допускает большие степени деформации при холодной штамповке.[5].

Приемка подката

Закалка (непрерывный закалочный агрегат (НЗА))

Травление (непрерывный травильный агрегат (НТА))

Зачистка (агрегат выборочной зачистки (АВЗ))

Холодная прокатка (стан «КВАРТО»)

Термообработка (линия светлого отжига (ЛСО))

Шлифование (линия шлифовки (ЛШ))

Холодная прокатка (20-ти валковый стан)

Продольная резка (линия продольной резки (ЛПР))

ОТК

Отбор образцов и испытания

Упаковка и маркировка

Склад

Рисунок 2.1. Схема технологического процесса ЦХПНЛ

Таблица 2.1.

Схема технологических процессов производства нержавеющей ленты

Примечание:

1.  Операции № 11-15 повторяются в зависимости от количества переделов и состояния поставки ленты (термообработнанное, "ПН", "Н", "ВН").

2.  О1 - операция производится в случае необходимости, которая определяется в процессе производства сменным мастером и контролером ОТК, с соответствующей записью в паспорте;

02 - операция производится в случае поступления подката в горячекатаном, нетермообработанном, нетравленом или ненагартованном состоянии;

О3 - операция производится в случае обработки на НЗА или колпаковых печах.

3.       При производстве ленты по ТУ 14-1-2929-80 производится двухсторонняя шлифовка с суммарным съемом до 8%;

При производстве ленты по ТУ 14-1-3386-82 производится двухсторонняя шлифовка с суммарным съемом до 10%;

При производстве ленты по ТУ 14-1-3502-82 производится двухсторонняя шлифовка с суммарным съемом до 10%.

4.       При производстве "ПН", "Н", "ВН" ленты всех марок необходимо выполнять следующее правило: если подкат имеет фактическую толщину на верхнем пределе, то и готовую ленту выпускать с толщиной на верхнем пределе, и наоборот, если подкат имеет фактическую толщину на нижнем пределе, то и готовую ленту выпускать с толщиной по нижнему пределу.

2.2. Холодная прокатка листовой стали

2.2.1 Операции технологического процесса холодной прокатки

Исходным материалом для холодной прокатки этой стали являются горячекатаные рулоны, получаемые большей частью с непрерывных широкополосных станов горячей прокатки.

Перед холодной прокаткой горячекатаные рулоны подвергаются резке боковых кромок для того, чтобы получить полосу одинаковой ширины. Ширина обрези составляет 20 - 40 мм.

В травильном агрегате устраняется разноширинность. В этом случае величина обрези составляет примерно 20 мм; это однократная обрезка кромок, применяемая тогда, когда сталь предназначена для штамповки. При полном использовании холоднокатаной листовой стали производится двукратная обрезка кромок: одна в травильной линии, другая после холодной прокатки. При этом величина обрези составляет 40 мм. Тщательная обрезка кромок обеспечивает отсутствие заусенцев; незначительные рванины при высокоскоростной прокатке могут вызвать разрыв полосы, порчу валков и простои стана. Толщина полосы горячекатаного рулона зависит от суммарного обжатия на станах холодной прокатки. Горячекатаные рулоны углеродистой листовой стали в цехе холодной прокатки не подвергают смягчающей тер­мической обработке. Поэтому первой операцией технологического процесса холодной прокатки этой стали является травление рулонов в кислотных растворах для очистки поверхности от окалины.

Окалину с поверхности горячекатаных рулонов удаляют для того, чтобы она не вдавливалась в металл при холодной прокатке, чтобы уменьшить износ валков и обеспечить чистую поверхность листовой стали, подвергающейся различным покрытиям (лужению, цинкованию и др.)

Удаление окалины с поверхности горячекатаной полосы из углеродистой стали осуществляют в непрерывных травильных агрегатах.

Как показывает практика травления, только часть окалины растворяется в кислоте, остальная часть ее осаждается на дно травильной ванны в виде шлама. Последнему способствует водород, выделяющийся при взаимодействии кислоты с чистым железом, находящимся в окалине.

При выделении водорода достаточно разрыхленные слои окалины механически отделяются и падают на дно травильных ванн. Скорость травления в растворе серной кислоты с повышением ее концентрации увеличивается и достигает максимума при концентрации 25 % H2SO4. Однако на практике во избежание сильного разъедания металла применяют травильные растворы с концентрацией не выше 20-22 % H2SO4.

Скорость травления значительно возрастает с повышением температуры травильного раствора. При повышении температуры травильного раствора серной кислоты на 15 °С скорость травления возрастает примерно в два раза. Поэтому раствор серной кислоты нагревают до 80-90 °С. Скорость травления зависит также от насыщенности травильного раствора железным купоросом, растворимость которого увеличивается с повышением температуры травильного раствора и уменьшается с понижением концентрации кислоты в нем. Поэтому при содержании железного купороса, близком к концентрации насыщения, и понижении концентрации кислоты в растворе до определенной величины раствор сливают из ванны и заменяют новым. Скорость травления зависит также от вида окалины и предварительной деформации металла, при которой происходит взрыхление окалины.

Выделение водорода при травлении может происходить не только вследствие взаимодействия кислоты с чистым железом, находящимся в окалине, но и вследствие взаимодействия кислоты и металла. Этот процесс требует дополнительного расхода кислоты. При этом получаются потери и неравномерное травление металла, а также возникает травильная хрупкость вследствие диффузии в металл водорода, накопление которого под поверхностным слоем может способствовать образованию травильных пузырей.

Для уменьшения расхода кислоты и предотвращения растворения кислотой металла применяют присадки, так называемые ингибиторы, из органических материалов или регуляторы травления, которые незначительно влияют на растворимость окалины и замедляют процесс растворения металла. Такое действие регуляторов травления объясняется тем, что они, адсорбируясь на поверхности металла, создают пленку, которая защищает его от растворения. Кроме того, они содержат вещества, вызывающие образование пены на поверхности травильного раствора, которая уменьшает испарение последнего и этим улучшает санитарно-гигиенические условия труда в травильном отделении цеха.

В современных цехах холодной прокатки травление осуществляют в растворе серной кислоты в непрерывных агрегатах, установленных обычно в травильном отделении цеха. Непрерывный способ травления листовой стали обеспечивает максимальную механизацию и автоматизацию, высокую производительность, минимальный расход кислоты и наиболее благоприятные условия труда.

2.2.2 Технологический процесс травления

На рис. 2.2 показана схема непрерывного травильного агрегата (НТА) травления углеродистой листовой стали в растворе серной кислоты. Горячекатаные рулоны со склада при помощи магнитного крана устанавливают на транспортер 1, который подает их к кантователю 2. После кантовки очередной рулон укладывается на подъемный стол 3 двухпозиционного разматывателя 4. При помощи скребкового отгибателя передний конец на рулоне отгибается и поступает в окалиноломатель 5 и в тянущие ролики 6. Окалиноломатель осуществляет грубую ломку окалины вследствие двойного изгиба полосы вокруг роликов небольшого диаметра. В результате этого часть окалины отваливается, а в окалине, оставшейся на полосе, образуются мелкие трещины, в которые легко проникает травильный раствор. Далее полоса правится на правильной машине 7 и поступает к сдвоенным гильотинным ножницам 8 с нижним резом, где производится обрезка обоих концов каждого рулона (вторые ножи до движения полосы отрезают передний конец, а первые - задний конец полосы). Для обеспечения непрерывного процесса травления задний конец полосы предыдущего рулона в стыкосварочной машине 9 сваривается с передним концом полосы последующего рулона.

Puc. 2.2. Схема непрерывного травильного агрегата

Электросварка концов рулонов встык обеспечивает не только непрерывность процесса травления, но и позволяет также увеличить массу рулона, что значительно повышает производительность станов холодной прокатки и отделочных агрегатов. Зачистка сварных швов осуществляется ножами гратоснимателя 10, установленного за сварочной машиной. В тех случаях, когда на стане холодной прокатки прокатывают стали, которые плохо свариваются, за сварочной машиной (после гратоснимателя) устанавливают сшивную машину 11 для сшивки концов полосы. Сшивной шов не прокатывают. Поскольку шов приходится вырезать, отходы металла увеличиваются.

При обрезке заднего конца предыдущего рулона и сварке его с передним концом последующего необходимо на время этих операций останавливать движение полос. Чтобы не останавливать движение полосы в травильных ваннах, перед ними предусматривают петлевую яму (с горячей водой для размягчения окалины), в которой создается необходимый запас полосы, обеспечивающий непрерывную работу этих ванн.

Ломка окалины перед травлением имеет большое значение, так как увеличивает производительность травильного агрегата и сокращает расход кислоты на травление. Далее полоса промывается струями горячей воды под давлением 1—1,2 МПа, подаваемой через сопла 12, и тянущими роликами 13 подается в дрессировочную клеть 14 (двух или четырехвалковую). При натяжении полосы роликами 13 и 15 и обжатии ее на 3—8 % в дрессировочной клети, выполняющей роль второго окалиноломателя, осуществляется дополнительное разрушение окалины для ускорения процесса химического травления в ваннах с раствором серной кислоты. Кроме того, дрессировочная клеть устраняет изломы полосы, образовавшиеся при разматывании рулона и прохождении через окалиноломатель, а также упрочняет полосу, что уменьшает возможность образования новых изломов при сматывании ее в рулон после травления.

Перед поступлением в травильную ванну полосу подогревают для ускорения травления в индукционной установке 16. Обычно в состав травильных агрегатов входят четыре ванны с кислотным раствором длиной 20-25 м.

Чтобы не останавливать непрерывный агрегат при необходимости смены отработавшего кислотного раствора, применяют каскадный способ обновления раствора. В этом случае вместо четырех отдельных травильных ванн устанавливается одна травильная ванна длиной около 100 м, состоящая из четырех секций. Свежий раствор серной кислоты (концентрация 20—22 %) непрерывно поступает в четвертую (по движению полосы) секцию. Из этой секции раствор пониженной концентрации непрерывно переливается через перегородку в третью ванну, затем из третьей во вторую и из второй в первую. Из первой секции отработанный раствор (концентрация кислоты примерно 10 %) непрерывно сливают в купоросную установку для регенерации. Поступление свежего раствора автоматически регулируется в зависимости от заданной производительности агрегата.

Каскадный способ обновления кислотного раствора улучшает качество травления, повышает производительность агрегата, так как в течение всего периода травления концентрация травильного раствора остается постоянной. Для поддержания высокой активности температура кислотного раствора достигает 90-100 °С.

Перед поступлением в промывочные ванны полоса проходит через отжимные ролики, предназначенные для уменьшения уноса травильного раствора. Из четвертой кислотной ванны полоса поступает для промывки в ванну с холодной водой и в ванну с горячей водой. При помощи сопел водой под давлением 1-1,2 МПа с полосы смываются остатки кислотного раствора и окалины. С этой же целью в ванне устанавливают электрозвуковые вибраторы. Во второй ванне полоса промывается в воде с температурой 85-95°С. После промывки полоса проходит сушильное устройство, где сушится горячим воздухом, и тянущими роликами подается во вторую петлевую яму.

Из последней полоса вытягивается роликами 18 и подается к гильотинным ножницам 19 для вырезки мест сшивки и разрезки полосы. Боковые кромки полосы обрезаются дисковыми ножницами 20 и разрезаются на мелкие кусочки кромкокрошителем 21. В установке электростатического промасливания 22 на полосу наносится тонкий (1-2 мкм) слой масла для предотвращения от коррозии при хранении протравленных рулонов на складе перед станом холодной прокатки. Рядом устанавливают обычные промасливающие ролики на случай выхода установки из строя. В моталке 24 полоса сматывается в рулон требуемой массы (15-35 т и более), после чего разрезается ножницами 23. Рулон сталкивается на транспортер 25, при помощи которого рулоны поступают на склад стана холодной прокатки или в отделение горячекатаных рулонов, где они могут подвергаться разделке на листы и продольной резке [5].

2.2.3 Термическая обработка и отделка холоднокатаной листовой углеродистой стали

Отделочные операции после холодной прокатки углеродистой листовой стали проводят в листах или рулонах. В первом случае требуется разделка холоднокатаных рулонов на агрегатах, установленных за станом холодной прокатки. На них образуют боковые кромки и делают поперечную резку рулона на листы мерной длины. Все дальнейшие отделочные операции (термическую обработку, дрессировку и др.) проводят в листах.

Во втором случае все отделочные операции после холодной прокатки осуществляют в рулонах массой до 25 т; разделка рулонов на листы является завершающей операцией. В современных цехах холодной прокатки обычно применяют этот способ отделки, так как при этом обеспечивается непрерывность процесса и автоматизация его. Все это позволяет увеличить производительность агрегатов и снизить трудоемкость процесса по сравнению с отделкой в листах.

При холодной прокатке листовой стали происходит упрочнение (наклеп) металла. Для устранения наклепа и получения структуры, обеспечивающей необходимые механические и технологические свойства листовой стали, холоднокатаная листовая сталь должна быть подвергнута отжигу. Так как при холодной прокатке углеродистой листовой стали суммарное обжатие равно не менее 50 %, обычной термической обработкой для такой стали является рекристаллизационный отжиг при 650-720 °С, обеспечивающий достаточно высокие механические и технологические свойства. Кроме того, при такой температуре отжига имеется меньшая опасность слипания витков.

Отжиг углеродистой листовой стали после холодной прокатки является окончательной термической обработкой, поэтому его проводят в защитной атмосфере, предохраняющей поверхность от окисления. После такого отжига, называемого светлым, листовая сталь в травлении не нуждается.

2.2.3.1 Колпаковая печь

В цехах холодной прокатки для отжига углеродистой листовой стали широко применяют колпаковые печи (рис. 2.3). Колпаковая печь состоит из неподвижного стенда (пода) 7, внутреннего колпака-муфеля 2, выполненного из жаропрочной стали, и наружного нагревательного колпака 1, установленного над муфелем и футерованного огнеупорным легковесным кирпичом. В этом колпаке (иногда в стенках стенда) внизу расположены горелки 9 и сделаны дымовые окна 6.

Рулоны 3 листовой стали укладывают на стенде в стопу и накрывают муфелем. Этот муфель устанавливают в специальный песочный затвор, предохраняющий отжигаемый металл от продуктов сгорания при нагреве и атмосферного воздуха при охлаждении. Затем муфель накрывают колпаком. Продукты сгорания, выходящие из горелок, экранами направляются к своду, затем опускаются и через дымовые окна отсасываются эжектором 5.

При нагреве и охлаждении рулонов внутрь муфеля непрерывно поступает защитный газ для предохранения поверхности листовой стали от окисления и появления цветов побежалости. Для ускорения нагрева применяют принудительную циркуляцию защитного газа, передающего тепло от стенки муфеля к торцовым и внутренним поверхностям рулонов. С этой целью современные колпаковые печи для отжига рулонов оборудованы специальными вентиляторами 8, установленными под стопой рулонов. Вентилятор забирает защитный газ из полости внутри рулонов и через специальный направляющий аппарат выбрасывает его в пространство между стенкой рулонов и муфелем. Защитный газ, получивший тепло от стенок муфеля, проходит между рулонами через отверстия в специальных ребристых прокладках 4, установленных между рулонами, поступает во внутреннюю полость рулонов и далее к вентилятору.

Для отжига рулонов листовой стали используют многостопные и одностопные колпаковые печи. Последние получают все большее распространение, так как имеют наилучший обогрев рулонов. Кроме того, нагревательные колпаки одностопных колпаковых печей имеют меньшую массу, что удешевляет здание и мостовые краны переноса колпаков. Загрузка этих печей более простая, так как садка состоит из 2-3 рулонов.

Обычно один нагревательный колпак обслуживает 3-4 стенда. Нагревательный колпак, после того как садка нагрета до заданной температуры, снимают и переносят на другой стенд. Такой порядок работы позволяет использовать тепло, аккумулированное в футеровке нагревательного колпака, для нагрева новой садки и, следовательно, увеличить производительность печи.

Для ускорения охлаждения применяют специальные охладительные колпаки, которые помещают над муфелями после переноса нагревательного колпака на другой стенд. На верху такого колпака устанавливают вентилятор, который засасывает в пространство между колпаком и муфелем холодный воздух, ускоряя этим охлаждение рулонов. При температуре ниже 300 °С для ускорения охлаждения применяют также воду, которую подают по трубопроводам на верх муфеля; последняя стекает по его наружной стенке или впрыскивается снизу и увлажняет воздух, засасываемый вентилятором охладительного колпака.

Колпаковые печи отапливают чаще всего коксовым газом, причем газ сгорает непосредственно в пространстве между нагревательным колпаком и муфелем или в радиационных трубах, изготовленных из жаропрочной стали.

Рис. 2.3 Колпаковая печь для светлого отжига рулонов листовой стали после холодной прокатки

Электрические колпаковые печи в большинстве случаев применяют для термической обработки специальной листовой стали. Кроме того, для отжига листовой стали применяют непрерывные печи, которые позволяют значительно ускорить процесс производства холоднокатаной листовой стали, так как время отжига разматываемой полосы, проходящей через печь с большой скоростью, составляет несколько минут. В непрерывных печах рулоны разматываются, концы их свариваются и полоса движется непрерывно через печь, в которой она нагревается и охлаждается, а затем, по выходе из печи, сварные швы вырезают и полоса сматывается в рулоны. Большим преимуществом непрерывного отжига является также то, что полоса по всей длине имеет одинаковые механические свойства. Это обусловливается одинаковыми условиями нагрева и охлаждения. Следует отметить, что при непрерывном отжиге исключается опасность слипания витков рулона и наблюдается некоторое уменьшение коробоватости и волнистости полосы, получающихся при холодной прокатке.

2.2.3.2 Агрегат непрерывного отжига жести

На рис.2.4 показана схема агрегата непрерывного отжига жести. Рулоны жести подают к разматывателю. Обычно устанавливают два разматывателя 1 и 2, причем с одного из них полоса поступает в печь, а на другой в это время устанавливают новый рулон. Применение двух разматывателей позволяет сократить время перехода на новый рулон при окончании размотки предыдущего и этим уменьшить емкость петлевого устройства.

С разматывателя полосу подают тянущими роликами 3 к сдвоенным гильотинным ножницам 4, на которых обрезают задний конец предыдущего рулона и передний конец следующего рулона перед сваркой их внахлестку в электросварочной машине 7. Перед сварочной машиной и за ней имеются подающие ролики 5. Так как жесть подвергают лужению, поверхность ее перед отжигом очищают от масла, металлической пыли и других веществ, остающихся на полосе после прокатки. В противном случае образуется сажистый налет, который может привести к браку при лужении. После подающих роликов 5 полоса проходит петлевую секцию 6, состоящую из ванны химической обработки, щеточно-моечных машин, ванны электролитического обезжиривания и камеры для промывки водой и сушки полосы.

Рис. 2.4. Схема агрегата непрерывного отжига листовой стали с башенными печами

Далее полоса поступает в тянущие ролики 8 и в петлевую башню 9, обеспечивающую непрерывную работу отжигательной печи во время сварки концов. Эта башня представляет собой сварную металлическую конструкцию высотой около 20 м, под которой имеется петлевая яма. За петлевой башней установлены дисковые ножницы 10 для обрезки боковых кромок в случае, если на них есть мелкие трещины (во избежание обрывов полосы в печи), за которыми расположено небольшое петлевое устройство 11. Далее полоса проходит тянущие ролики 8 и регулятор натяжения 12, который создает необходимое натяжение полосы перед поступлением в печь. Отжигательная печь 13 состоит из камер нагрева а, выдержки б, замедленного охлаждения в, ускоренного охлаждения г и окончательного охлаждения д. В камере нагрева полоса делает три петли длиной 100 м и нагревается до 700-730 °С. На входе в эту камеру установлены спе­циальные уплотняющие ролики, препятствующие проникновению воздуха в печь. С двух сторон каждой ветви петли расположены нагревательные элементы. Если печь отапливается газом, то нагревательным элементом являются радиационные трубы (коксодоменный газ сжигается в трубах). Если для нагрева применяют электроэнергию, то нагревателями являются элементы сопротивления.

Камера выдержки предназначена для выдерживания полосы при температуре нагрева и имеет электрический обогрев. В этой камере полоса также делает три петли общей длиной около 100 м. В камере замедленного охлаждения полоса делает только одну петлю и охлаждается до 500 °С, проходя между трубами с холодным воздухом. Предусмотренные в камере электронагреватели включают только в начале работы печи для разогрева кладки. В этой камере при замедленном охлаждении полосы обеспечивается полное выпадение мелкодисперсных карбидов, растворенных в феррите, что необходимо для повышения пластических свойств металла. Далее полоса проходит камеру ускоренного охлаждения, где она делает 10 петель, проходя через каналы с водяными рубашками. Для ускорения охлаждения осуществляется циркуляция защитного газа. В камере ускоренного охлаждения полоса охлаждается до 120-150 °С. Во всех четырех камерах полоса находится в атмосфере защитного газа, поэтому по выходе из четвертой камеры поверхность полосы будет светлой (при 120-150 °С цвета побежалости не образуются). Дальнейшее охлаждение полосы до температуры не выше 50 °С производится в камере окончательного охлаждения, где полоса делает одну петлю. В этой камере полосу охлаждают холодным воздухом. Исследования показывают, что время отжига можно сократить в несколько раз, используя ускоренный нагрев и охлаждение полосы. Для быстрой заправки полосы печь имеет люки сверху и снизу, а также специальные механизмы, осуще­ствляющие заправку.

За печью непрерывного отжига имеются выходные тянущие ролики 8 и петлевая башня с ямой 14. Далее установлены тянущие ролики 15, ножницы 16 для вырезки сварных швов и две моталки 17, оборудованные уборочными устройствами для рулонов. При непрерывном отжиге полоса под натяжением проходит петлевой путь в башнях, огибая направляющие профилированные ролики на 180°, благодаря чему ее легче центрировать; поэтому скорость движения полосы достигает в этих печах до 10 м/с. Производительность непрерывных печей башенного типа составляет 30-50 т/ч.

Кроме агрегатов непрерывного отжига с вертикальной печью, применяют также агрегаты с горизонтальным расположением печи.

Длина этих печей достигает 150-200 м, что является одним из недостатков, так как они удлиняют здание цеха. Для уменьшения длины печей ролики для перемещения полосы располагают в несколько рядов по высоте. В этом случае полоса с помощью роликов делает несколько поворотов по высоте рабочего пространства печи и после этого выходит из печи. В горизонтальных печах отжигают полосы толщиной 0,5-2,0 мм. Производительность таких печей низкая (10-15 т/ч) вследствие того, что по условиям центрирования движущейся полосы скорость ее не превышает 1,5-2,0 м/с. При скорости движения полосы более 2,0 м/с происходит сильное биение и сползание полосы к стенкам печи.

Преимуществами этих агрегатов являются меньшая высота цеха, более простой ввод в печь переднего конца полосы и более легкая наладка в случае разрывов полосы.

2.2.3.3 Дрессировка

Следующая операция отделки холоднокатаных листов углеродистой стали - дрессировка, которая заключается в холодной прокатке металла с обжатиями в пределах 0,5-3 %.

Дрессировка углеродистой листовой стали, применяемой главным образом в автотракторной промышленности, предназначена для предотвращения появлений линий сдвига при штамповке (линий Чернова - Людерса), что исключает ее применение без дополнительной обработки - дрессировки. Эти линии бывают настолько резко выражены, что даже после покраски и эмалирования они остаются заметными. Для изделий, к поверхности которых предъявляют повышенные требования, листовая сталь с линиями сдвига совершенно непригодна.

Кроме того, в результате дрессировки заметно улучшается поверхность листовой стали. Мягкая листовая сталь после дрессировки приобретает некоторую упругость, что предохраняет ее от ломки и смятия при дальнейшей обработке. В результате дрессировки несколько повышается прочность листовой стали, а также уменьшается волнистость и коробоватость листов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9