Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

§ 164. Прокатные цехи

В прокатных цехах стальные слитки прокатываются в металл самого разнообразного профиля. Технологический процесс прокатки разделяется на два основных цикла: нагрев слитков перед прокаткой в нагревательных печах или нагревательных колодцах и прокатка нагретых слитков.

У нагревательной печи водой охлаждаются рамы и заслонки, глиссажные (подовые) трубы, а также фурменные устройства. Схема водопровода нагревательной (методической) печи показана на VII.32. Расход воды на нагревательные печи зависит от их типа, производительности, величины нагреваемых слитков (чем крупнее слитки, тем меньше удельный расход воды) и составляет на 1 т проката от 0,3—0,5 м3 для нагревательных колодцев в цехах блюмингов до 8 м3 для нагревательных печей при мелкосортных станах. Коэффициент часовой неравномерности расхода воды на нагревательные печи принимают равным 1,05. Вода в нагревательных колодцах и печах нагревается на 8—15° и не загрязняется. Поэтому ее обычно не смешивают с водой, отходящей от прокатных станов, и после охлаждения на градирне используют в системе оборотного водоснабжения.

Необходимый напор в водопроводной сети у нагревательных колодцев и печей равен 20—25 м. 

Прокатный стан представляет собой целый комплекс механизмов. Основной частью стана является рабочая клеть, состоящая из станины и валков с приводом (VII 33). Нагретые слитки металла поступают из нагревательных печей к прокатному стану по рольгангам. Неоднократно проходя между валками, слиток обжимается по сечению и вытягивается в длину, превращаясь в длинные балки, прутья, полосы или листы Требуемый окончательный профиль получают путем последовательной прокатки металла через ряд валков, имеющих соответствующую калибровку Станы имеют по две-три и более клетей.

Аналогичным образом изготовляются катаные трубы: нагретая металлическая болванка прошивается стержнем с наконечником и оправляется с наружной стороны валками, в результате   получается   труба.

В прокатном цехе основная масса воды расходуется на охлаждение валков и подшипников во избежание чрезмерного их нагревания при постоянном соприкосновении с раскаленным металлом; валки поливают водой из расположенных над ними дырчатых труб или желобов. Наиболее ответственно охлаждение подшипников из текстолита или лигностона, на которые передается основная нагрузка валков при прокатке металла; вода служит одновременно смазкой подшипников, поэтому в ней не должно быть механических примесей.

Вода, поливаемая на валки, охлаждает их и смывает окалину, осыпающуюся с прокатываемого металла. Сточная вода поступает под клеть в канал. Основную массу окалины от многих крупных станов можно удалять в вагонетках, устанавливаемых под воронками, через которые ссыпается окалина. На большинстве современных станов ссыпающуюся под стан окалину транспортируют водой до цеховых отстойных ям; для транспортирования окалины расходуется вода, используемая последовательно или повторно (иногда после охлаждения печей). Из отстойных ям крупную окалину выгружают грейферным краном на железнодорожные платформы. Вода расходуется на смыв и транспортирование окалины непрерывно. После цеховых (первичных) отстойников воду дополнительно очищают от мелкой окалины и масла во вторичных отстойниках и затем подают на повторное использование. На некоторых заводах вместо вторичных отстойников стали  применять открытые гидроциклоны.

Вода в прокатном цехе расходуется также на охлаждение масла и воздуха (для крупных электродвигателей) в закрытых трубчатых холодильниках. Желательно, чтобы температура охлаждающей воды была не выше 25° С. В некоторых случаях вода идет еще на увлажнение воздуха, подаваемого в машинное отделение или цех. Для этой цели используют воду, обладающую качествами питьевой воды.

Водой охлаждаются многие вспомогательные механизмы — пилы, ножницы и т. п., а также инструменты.

Режим расходования воды на прокатных станах и ее количество весьма различны ввиду разнообразия станов, а также ввиду того, что на одном и том же стане могут прокатываться разные сорта и профили металла.

В некоторых прокатных цехах имеются отделения обработки металла кислотой, где вода расходуется для приготовления раствора кислоты (травильные ванны), периодически заменяемого по мере уменьшения его концентрации (с 20 до 3—5%), для приготовления известкового раствора, также заменяемого периодически, и для промывки металла после травления. В зависимости от типа оборудования травильных отделений и других причин расход воды на травление может колебаться в весьма широких пределах.

Сточные воды из травильных ванн содержат кислоту и железо и в современных условиях направляются на установку по извлечению из них железного купороса. Стоки от промывки металла после травления поступают на нейтрализацию известью и осветление; сюда же поступает и известковая вода. Нейтрализованные и осветленные сточные воды от промывки металла обычно используются на те же цели с устройством самостоятельного цикла оборотного водоснабжения.

Примерное  среднее  потребление  воды (в м3 на 1 т проката)  для нагревательных колодцев, печей и прокатных станов (включая гидравлическое удаление окалины) составляет: крупный сорт и товарные заготовки— 25, прокат сортовой разный — до 53, прокат горячий листовой— 40, прокат мелкосортовой — 63, прокат проволочный — 76, трубы катаные — от 20 до 90. При этом требуется 4—5% свежей воды. Коэффициент часовой неравномерности расхода воды на прокатные станы колеблется в пределах от 1,15 до 1,5.

Водоснабжение прокатных цехов оборотное, обычно с раздельной (по разным трубам) подачей воды: к нагревательным печам — чистой воды, к прокатным станам — загрязненной воды (VII.34).

В прокатных цехах основное внимание должно быть обращено на обеспечение бесперебойности поступления воды к нагревательным печам. Вода протекает здесь по подовым или глиссажным трубам, по которым непрерывно передвигаются слитки стали, нагреваемые перед прокаткой. В случае прекращения поступления воды к нагревательным печам через непродолжительное время (как только испарится оставшаяся в трубах вода) глиссажные и подовые трубы сгорают, и продвижение стальных слитков в печи прекращается. В результате нарушается весь цикл прокатки металла, а нагревательные печи требуют ремонта. С целью повышения надежности водоснабжения нагревательных колодцев и печей создается запас воды, хранимый в водонапорной башне и обеспечивающий питание системы водой в течение 20—30 мин.

Прекращение подачи воды к прокатным станам также недопустимо, хотя оно и не представляет здесь такой опасности, как для нагревательных печей. В случае прекращения поступления воды прокатные станы должны быть остановлены во избежание порчи подшипников и валков; допустимо    лишь    кратковременное    снижение    подачи    воды на

25—30%.

Аналогично потребление воды и в метизных цехах (цехах по изготовлению металлических изделий). Здесь вода расходуется на охлаждение деталей нагревательных, отжигательных и термических печей, иногда на закалку обрабатываемых деталей в количестве от 15 до 500 м3 на 1 т изделий. Применяется система оборотного водоснабжения.