Прокатный стан

Прока́тный стан, машина или линия машин (агрегат) для обработки давлением (прокатки) металлов и других материалов между вращающимися валками. Основной элемент прокатного стана, обеспечивающий изменение формы заготовки в результате пластичной деформации, – рабочая клеть. Клеть состоит из прокатных валков; подшипников; станины; механизма установки валков в заданное положение; проводок для направления (задачи) металла при входе и выходе из валков; устройств для передачи вращения от электродвигателя к валкам (редуктор, шпиндели, муфты). В линии прокатного стана устанавливают несколько клетей (черновых, чистовых), если в валках одной клети не удаётся расположить необходимое число калибров (ручьёв) для достижения требуемого изменения формы или обеспечить высокую производительность. В черновых клетях осуществляется максимально допустимое для обрабатываемого материала обжатие и в значительной степени формируется профиль проката, в чистовых – заключительная стадия прокатки. Линия прокатного стана включает также систему автоматического управления станом и комплекс вспомогательного оборудования, предназначенного для выполнения различных операций (транспортировки заготовки, задачи её в соответствующий калибр, правки, очистки поверхности, резки, смотки и размотки рулонов и др.).

Прокатные станы различают:

• по числу валков в клети – дуо (двух-), трио (трёх-), кварто (четырёх-) и многовалковые;

• расположению валков в клети – горизонтальные, вертикальные (т. н. эджеры, применяемые для обжатия боковых поверхностей проката) и под углом к направлению подачи заготовки (в станах поперечной и винтовой прокатки);

• числу рабочих клетей – одно-, двух- (тандемы) и многоклетьевые;

• расположению клетей – линейные, непрерывные и полунепрерывные;

• типу привода – реверсивные и нереверсивные;

• температурным режимам прокатки;

• назначению (в том числе сортаменту изготавливаемой продукции) – обжимные и заготовочные (блюминги, слябинги, заготовочные сортовые, трубозаготовочные), сортовые (рельсобалочные, проволочные и др.), листовые – горячей прокатки (широкополосные, толсто- и тонколистовые) и холодной прокатки (листовые, ленто- и фольгопрокатные, плющильные), трубопрокатные, специальные (шаропрокатные, для зубчатых колёс и др.).

Обжимные, заготовочные и сортовые прокатные станы характеризуются диаметром рабочих валков, листовые – длиной бочки валков, трубопрокатные – наружным диаметром труб.

Для горячей деформации крупных слитков используют заготовочные прокатные станы: слябинги – для прокатки плоских заготовок (слябов) и блюминги – для прокатки заготовок квадратного сечения (блюмов). Линии высокопроизводительных станов для горячей прокатки полос шириной до 2500 мм и более, толщиной 4–20 мм включают до 10–15 черновых и чистовых клетей кварто, несколько клетей с вертикальными валками и моталки для сматывания полосы в рулон. Ныне широко используются прокатные станы, устанавливаемые непосредственно за машиной непрерывного литья (литейно-прокатный агрегат).

Наиболее раннее описание устройства прокатного стана оставлено Леонардо да Винчи (1495). В 18 в. в прокатном стане ручной привод заменён водяным, в конце 18 в. для привода прокатного стана стали применять паровые машины. В 19 в. построены первые непрерывные станы для изготовления проволоки, бесшовных труб, холодной прокатки листов. В 1897 г. в Германии для привода прокатного стана применён электродвигатель; в г. Тршинец (ныне в Чехии) в 1906 г. построен непрерывный прокатный стан с реверсивным электродвигателем для горячей прокатки листов. В США в 1923 г. создан первый непрерывный широкополосовой (листовой) стан, в 1930 г. освоена холодная прокатка труб. В середине 20 в. в СССР построены прокатные станы различного назначения, включая литейно-прокатные агрегаты, совмещающие операции непрерывного литья и прокатки в непрерываемом процессе.