3. содержание учебной практики - Институт цветных металлов и

Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Красноярская государственная академия
цветных металлов и золота"
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
и методическое руководство по ее прохождению
для подготовки дипломированных специалистов
по направлению 651300 "Металлургия" специальности 110500
"Металловедение и термическая обработка металлов"
и бакалавров по направлению 550500 "Металлургия"
Красноярск
2004
УДК 621.78(075)
Печатается по решению Редакционно-издательского
совета академии
Программа учебной практики и методическое руководство по ее прохождению для
подготовки дипломированных специалистов по направлению 651300 "Металлургия" специальности 110500 "Металловедение и термическая обработка металлов"и бакалавров по
направлению
550500
"Металлургия"/Сост.
Г.А.Меркулова,
В.С.Биронт;
Гос.образоват.учреждение "ГАЦМиЗ".-Красноярск, 2004. - с.
Приведены программа учебной практики и методическое руководство по ее прохождению на двух предприятиях города Красноярска: ОАО "КраМЗ" и "Сибтяжмаш". Даны
примерные темы лекций, индивидуальные задания, требования к отчету по практике.
Для студентов второго курса специальности 110500 "Металловедение и термическая
обработка металлов".
Учебно-методическое издание
Программа учебной практики и методическое руководство по ее прохождению для
подготовки дипл. спец. по направлению 651300 "Металлургия" спец. 110500 "Металловедение и термическая обработка металлов" и бакалавров по направлению 550500 "Металлургия".
Составители: Меркулова Галина Александровна
Биронт Виталий Семенович
Редактор
Компьютерная верстка
Подписано в печать
. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Усл.печ.л. . Уч.-изд.л. . Тираж
экз.
Редакционно-издательский отдел
Гос.образоват. учреждения "ГАЦМиЗ"
660025, г.Красноярск, ул.Вавилова, 66 а
Отпечатано на участке множительной техники ГАЦМиЗ
660025, г.Красноярск, ул.Вавилова, 66 а
@ Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Красноярская государственная академия"
цветных металлов и золота, 2004
2
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Место проведения практики: предприятия полного металлургического цикла.
Учебную практику студенты проходят как ознакомительную практику на
двух предприятиях г.Красноярска: ОАО "КраМЗ" и ОАО "Сибтяжмаш".
Ко времени учебной практики (конец 4 семестра) студенты изучают дисциплину "Материаловедение".
Цели практики:

общее ознакомление со структурой предприятия полного металлургического цикла;

ознакомление с технологическими процессами и оборудованием
основных цехов;

ознакомление с методами контроля технологических параметров и
качества продукции;

ознакомление с основными планово-экономическими показателями
предприятия.
Задачи практики:

общее ознакомление студентов со структурой заводов;

знакомство с особенностями производства каждого из них;

знакомство с технологической схемой металлургического производства и отдельных цехов;

знакомство с основной продукцией заводов.
Руководство учебной практикой осуществляют представители от академии (часто это куратор группы) и завода. Руководитель от академии обеспечивает общее методическое руководство практикой, консультирует студентов и
контролирует их. Руководитель от завода организует и проводит беседы, лекции и экскурсии по заводу.
До начала учебной практики на кафедре МиТОМ со студентами проводят
организационное собрание, где, в частности, дают общие сведения о заводах.
При посещении заводов студенты должны подчиняться правилам внутреннего распорядка завода. Перед началом практики на каждом заводе студентов познакомят с инструкцией по техники безопасности. Во время прохождения
практики студентам необходимо записывать в рабочую тетрадь полученные на
заводах сведения и использовать их при составлении отчета.
3
2. ПЛАН ПРОХОЖДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
Мероприятие
Количество времени, дни
лекции
экск.
всего
ОАО "КРАМЗ"
Оформление пропусков, инструктаж по ТБ
Плавильно-литейное производство
Производство спец. сплавов и лигатур
Прутково-профильное производство
Трубное производство
Кузнечно-штамповочное производство
Прокатное производство
Производство поковок из черных металлов
Изготовление и ремонт оборудования
ЦЗЛ
Термическая обработка деформированных
алюминиевых сплавов
ОАО "СИБТЯЖМАШ"
Оформление пропусков, инструктаж по ТБ
Металлургические цеха
Крановые цеха
Фирма "Микрон"
ЦЗЛ
Составление отчета
Зачетное занятие
Итого
0,3
0,1
0,1
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,3
0,3
0,2
0,2
0,3
3,4
1,4
0,8
0,8
0,7
-
0,3
1,7
1
1
1
1
1
12дней
6,56,6
3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
3.1. Общая характеристика заводов
3.1.1. Производственная структура завода
В составе завода можно выделить шесть групп структурных подразделений: основные цеха, вспомогательные цеха, обслуживающие хозяйства произ-
4
водственного назначения, службы управления, службы охраны, хозяйства и
учреждения по обслуживанию работающих (жилищно-коммунальное хозяйство, санитарно-лечебные и детские учреждения, столовые, клубы, учебные заведения и т.д.).
Состав основных, вспомогательных и обслуживающих хозяйств, а также
формы их взаимосвязи называют производственной структурой завода.
Основные цеха
Предназначаются для изготовления и обработки основной продукции,
идущей на сбыт. В соответствии с тремя стадиями производственного процесса
основные цеха подразделяются на заготовительные (литейные, кузнечнопрессовые, цеха раскроя, резки и правки металла), обрабатывающие (механические, холодной штамповки, термические, металлопокрытий, деревообрабатывающие) и сборочные, где проводится сборка или монтаж готовой продукции
завода. Кроме того, к основным цехам относятся все экспериментальные
(опытные) цеха. В металлургическом производстве сборочные цеха отсутствуют.
Вспомогательные цеха
В этих цехах изготавливают изделия для нужд самого завода с целью
обеспечения бесперебойного функционирования основного производства. Как
правило, к вспомогательным цехам относят инструментальные, модельные, ремонтные цеха, а также компрессорные, газогенераторные станции, паросиловые
и котельные.
Общезаводские обслуживающие хозяйства производственного
назначения
В эту группу входят: складское хозяйство, включающее различного вида
заводские склады, энергетическое хозяйство, транспортное хозяйство – депо,
гаражи, ремонтные мастерские, центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ), состоящая из ряда лабораторий, обслуживающих весь завод: механической, химической, металлографической, рентгеновской и т.д. ЦЗЛ выполняет контрольные испытания материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, контролирует качество технологических процессов, проводит научно-исследовательские
работы и внедряет результаты их в производство.
5
Производство чугуна, стали, алюминиевых сплавов
На машиностроительных заводах при получении сплавов на основе железа, чугуна и стали исходными материалами служат твердый чугун, поставляемый в чушках металлургическими заводами, стальной лом (скрап), а также
шихта специального состава, содержащая окалину, ферросплавы и т. д. Различное содержание в смеси исходных материалов позволяет получать сплавы
нужного химического состава. Основным способом получения стали является
мартеновский способ. Главное его преимущество – большая универсальность
как при выплавке широкого ассортимента углеродистых и легированных сталей, так и при использовании исходных материалов. Выход годной стали составляет до 96% от массы завалки.
Для получения высококачественной стали, включая высоколегированные,
тугоплавкие, плавку проводят в электрических дуговых печах. Недостатком
этого способа плавки является высокая энергоемкость процесса, на 1 тонну стали расходуют до 950 кВт-ч электроэнергии. Жидкую сталь после выпуска из
печи разливают в слитки, которые служат затем заготовками в прокатных и
кузнечных цехах. Сталь с помощью ковша разливают либо в изложницы, либо
на установке для непрерывной разливки.
Сплавы на основе алюминия получают путем плавления чистого алюминия в смеси с шихтой, содержащей в определенной пропорции рудные концентраты, флюсы и др., иногда добавляют алюминиевый лом.
Место термической обработки в производственном процессе
Термической обработкой называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и
свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с
химическим, деформационным, магнитным, ультразвуковым и др. воздействиями.
На металлургических и машиностроительных заводах термическая обработка является одним из важнейших звеньев технологического процесса производства полуфабрикатов и деталей машин.
Термическую обработку применяют как промежуточную операцию для
улучшения технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием и
др.) и как окончательную операцию для придания металлу или сплаву такого
комплекса механических, физических и химических свойств, которые обеспечивают необходимые эксплуатационные свойства изделия.
6
Место термической обработки определяют в период разработки технологического процесса изготовления детали. Эту работу технологи-термисты выполняют совместно с технологами смежных производств – кузнечного, механической обработки и др. Совместно они определяют число циклов термической
обработки, место каждого из них в процессе изготовления и составляют маршрутную технологию по цехам – расцеховку.
Оборудование термических подразделений
Все оборудование термических подразделений делится на основное, дополнительное и вспомогательное.
К основному относится оборудование, применяемое для выполнения технологических операций термической обработки, связанных с нагревом и охлаждением деталей: печи, нагревательные устройства и охлаждающие установки
(закалочные баки и машины, холодильные камеры).
К дополнительному относится оборудование, которое применяется для
выполнения дополнительных технологических операций в термических подразделениях – правки и очистки деталей, правильные прессы и очистительные
ванны, дробеструйные аппараты, моечные машины и др.
К вспомогательному относятся: установки для приготовления карбюризатора и контролируемых атмосфер, подъемно-транспортное оборудование –
мостовые краны, кран-балки, монорельсы и т. п.
В термических подразделениях заготовительных цехов обработке подвергают отливки и поковки, которые обычно требуют сравнительно простых технологических операций термообработки. Там устанавливают, как правило, камерные печи, печи с выдвижным и выкатным подом или толкательные печи. А
вообще, тип оборудования в термических подразделениях определяется типом
и характером производства.
При индивидуальном и мелкосерийном производстве применяется универсальное оборудование периодического действия, которое позволяет проводить термообработку мелкими партиями, быстро перестраиваться на различные
режимы нагрева деталей.
При крупно серийном и массовом производстве необходимо специализированное оборудование с высокой производительностью, с полной механизацией и автоматизацией процессов.
7
Контроль качества термической обработки деталей
Под качеством продукции понимают совокупность свойств, определяющих пригодность продукции в соответствии с ее назначением.
При оценке качества исходят из требования стандартов, технических
условий, обеспечивающих однородность выпускаемой продукции, одновременно учитывающих интересы и потребителей, и изготовителей продукции.
Технические условия характеризуют показатели качества деталей: их
форму, размеры, материал, твердость, механические свойства, места и глубину
упрочняемого слоя, шероховатость поверхности и т. п.
Технические условия могут указываться в чертежах деталей и отдельных
документах.
Число показателей качества зависит от характера и назначения деталей.
Применительно к термически обрабатываемым деталям качество характеризуется структурой металла, показателями твердости и других характеристик механических свойств: износостойкостью, точностью формы и др.
Если качество деталей после термообработки не соответствует техническим условиям, то детали либо подвергают повторной термообработке для
устранения полученного несоответствия, либо бракуют. Контроль проводят на
всех стадиях производства, начиная с качества исходных материалов, полуфабрикатов, заготовок, до выходного контроля готовой продукции.
Для контроля качества продукции и выполнения технологических процессов термических подразделений существует бюро технического контроля
(БТК), а на заводе - отдел технического контроля (ОТК). Трудоемкие операции,
требующие специального оборудования, проводят в центральных заводских лабораториях (ЦЗЛ).
3.2. Открытое акционерное общество "Красноярский
металлургический завод" (ОАО "КраМЗ")
Создание Красноярского металлургического завода министерства авиационной промышленности практически началось в 1966 г. К этому времени в
Восточно – Сибирском регионе был создан мощный энергетический потенциал.
Наряду с действовавшим Новокузнецким алюминиевым заводом завершилось
строительство первых очередей Братского и Красноярского алюминиевых заводов, зарождалось строительство Саянского алюминиевого завода.
8
В 1966 г. по приказу министра авиационной промышленности началась
активная работа по пересмотру ранее разработанного технического задания, в
соответствии с которым предполагалось строить не два завода – алюминиевый
(КраЗ), и металлургический (КраМЗ), а один. Главной проблемой в то время
было решение вопросов оснащения предприятия современным оборудованием
и перспективными технологиями производства заготовок и деформируемых
полуфабрикатов.
Красноярский металлургический завод начал действовать в 1969 г.
В настоящее время ОАО "Красноярский металлургический завод", известное в России и за ее пределами как АО "КраМЗ",-одно из крупнейших многопрофильных предприятий по глубокой переработке алюминия и его сплавов.
Современное оборудование, передовые технологии, накопленные при работе в авиационной металлургии и поставках на экспорт в Германию, Италию,
и другие европейские страны, а также в США, Южную Корею, Израиль, Турцию, гибкая система управления, адаптированная к рыночной экономике, сервисное обслуживание позволяют КраМЗу успешно конкурировать на внутреннем и внешнем рынках.
В состав КраМЗа входят следующие основные производства:
- плавильно-литейное;
- специальных сплавов и лигатур;
- прутково-профильное и трубное;
- кузнечно-штамповочное;
- алюминиевых строительных конструкций.
Ведется строительство крупнейшего листопрокатного комплекса по производству плит, листов и лент.
КраМЗ разработал и внедрил систему управления качеством, которая сертифицирована международной организацией "DQS" на соответствие ISO 9001.
Продукция основных производств ОАО "КраМЗ" представлена в таблице 1.
9
Таблица 1 - Продукция основных производств ОАО "КраМЗ"
Производство
Плавильно-литейное
Продукция
Слитки цилиндрические сплошные и полые, плоские
Катанка алюминиевая в бухтах
Лигатура для модифицирования алюминиевых
сплавов
Специальных сплавов и Алюминиевые литейные сплавы
лигатур
Лигатура для приготовления алюминиевых литейных сплавов
Проволока из алюминия и его сплавов
Прутково-профильное
Прутки круглые, квадратные, шестигранные и калиброванные
Профили стандартные и по чертежам заказчика
Трубное
Трубы прессованные и холоднодеформированные
Кузнечно-штамповочное Поковки и штамповки
Штампованные колеса для автомобилей
Прокатное
Алюминиевая лента и штрипсы
Листы, круги и карточки
Панель кровельная
Испарители для холодильников
Производство поковок Поковки из инструментальных и конструкционных
из черных металлов
сталей
Изготовление и ремонт Кожухи для электролизных ванн
оборудования
Грузоподъемные приспособления
Ремонт мостовых кранов, гидравлических прессов
Опалубка строительная и средства подмащивания
3.2.1. Литейное производство
Оборудование и технологии литейного производства позволяют изготавливать весь спектр алюминиевых сплавов – от самых сложных до самых простых. На КраМЗе созданы плавильно-литейные агрегаты на базе индукционных
канальных печей с отъемными единицами емкостью 5, 25, 40, и 80 т и разработаны научные и прикладные основы высокопроизводительного процесса плавки и выдержки расплава в крупнотоннажных печах. В результате ввода в экс10
плуатацию этих агрегатов на КраМЗе было завершено освоение производства
литых заготовок для экструдирования, штамповки и прокатки практически из
всей номенклатуры отечественных деформируемых сплавов.
На заводе для экспорта получают слитки цилиндрические диаметром от
120 до 485 мм из сплавов 6063, 6061, 6082, 6066, 2014, 2017А, 2024, 7075. По
требованию покупателя слитки поставляют в гомогенизированном состоянии и
с обточенной поверхностью.
Изготавливают также слитки плоские, отлитые в электромагнитный кристаллизатор, из алюминия всех марок и сплавов серии 2000 и 5000 по DIN EN.
Размеры плоских слитков даны в таблице 2.
Таблица 2 - Размеры плоских слитков, мм
Толщина
265
400
400
500
Ширина
1300
1300
1600
1300
По согласованию с заказчиком возможно изготовление слитков других
размеров и из других сплавов.
Получают также катанку алюминиевую диаметром 9—14 мм (в бухтах)
для раскисления сталей и для нужд электротехнической промышленности. Размеры бухт: наружный диаметр 1300 мм, внутренний диаметр 550 и 800 мм, высота 850мм.
В связи с постоянным и устойчивым спросом на внешнем рынке на литые
и экструдированные полуфабрикаты из сплавов системы алюминий-магнийкремний в литейном производстве были решены вопросы организации производства заготовок с отклонением концентрации основных легирующих компонентов от номинальных значений не более +0,05%, производства прутковой
модифицирующей лигатуры алюминий-титан-бор и технологии непрерывного
модифицирования при разливке сплавов системы 6000, обеспечивающей количество зерен в 1 см2 литого прутка до 5000—6000 и более, регламентирования
толщины поверхностного ликвационного слоя слитков, оптимизации процессов
гомогенизации и охлаждения литых прутков для перевода более 90% фазы  (AlFeSi) в  - модификацию и получение размеров вторичных фаз не более 5
мкм.
Лигатура Al-Ti-B поставляется в виде мелкой чушки и прутка диаметром
9 мм в бухтах. Лигатура Al-B поставляется в виде чушки. Масса чушки 7 – 9 кг.
11
В состав литейного производства входят плавильно-шихтовой, плавильно-литейный и термосдаточный участки.
Плавильно-шихтовой участок
На плавильно-щихтовом участке собираются все материалы, необходимые для приготовления сплавов: алюминий, шихта, флюсы, здесь же накапливаются отходы собственного производства из других цехов завода, брак, лом и
т.д.
Для приготовления сплавов нужного химического состава используют
расплав отходов, полученный в тигельных печах ИАТ-6 емкостью 6 тонн, в
пламенных печах емкостью 15 т или в агрегате непрерывного плавления
(АНП). Переплав разливается по миксерам-копильникам, в них идет подшихтовка расплава до нужного химического состава, затем расплав переливается в
раздаточный миксер, из которого осуществляют литье слитков полунепрерывным методом. Использующиеся при плавлении флюсы готовятся также на этом
участке. Составляющие флюса сушатся, перемалываются и смешиваются в необходимой пропорции. Для приготовления флюсов используются сушильные
печи, пусковые дробилки и бегуны.
Плавильно-литейный участок
На плавильно-литейном участке приготавливают сплавы из "чисты" шихтовых материалов, здесь не используют лом, отходы и загрязненную шихту. На
этом участке получают слитки технического алюминия марок А0, А5, А6, малолегированные алюминиевые сплавы (АД1, АД31, АВ, АМц, АМг) и высоколегированные сплавы (дуралюмины Д1, Д16, ковочный, АК4 и другие). Для
приготовления этих сплавов используют жидкий алюминий, привозимый в
ковшах с Красноярского алюминиевого завода. На участке жидкий алюминий
взвешивают, переливают в миксер-копильник емкостью 25 тонн, подшихтовывают до нужного химического состава, выдерживают до определенной температуры. Перед разливом отбирается проба на химический анализ (спектральный
анализ сплава). Расплав обрабатывают флюсами или производится продувка
его инертным газом, и с помощью сифонного устройства переливают в раздаточные миксера. Особо ответственные сплавы готовят в индукционной канальной печи емкостью 25 тонн.
В раздаточных миксерах (емкость 25 тонн) расплав выстаивается в течение определенного времени и при определенной температуре, через летку про12
изводится разливка сплава и получение слитков полунепрерывным литьем с
помощью цепных и трассовых литейных машин. Получают слитки круглые
(сплошные и полые) и плоские.
Плоские слитки являются готовой продукцией и поставляются без дальнейшей обработки другим заводам.
Круглые слитки сплошные могут иметь диаметр 100—600 мм и длину до
5000 мм, полые – диаметр наружный 170—280 мм и длину до 5000 мм.
Сплошные круглые слитки предназначены для прессового и кузнечноштамповочного производства.
Полые слитки предназначены для трубного производства.
Термосдаточный участок
На термосдаточном участке осуществляет разрезку слитков в меру и гомогенизацию. Гомогенизацию производят в электрических печах сопротивления, емкостью 25—50 тонн в течение 6—18 часов. После гомогенизации сплавы поставляют другим цехам завода.
Контроль качества продукции литейного цеха осуществляют через экспресс-анализ после приготовления расплава, через макро-анализ и газовую
пробу в центральной заводской лаборатории.
Кроме основных участков, где непосредственно идет приготовление
слитка, имеются вспомогательные участки: участок приготовления огнеупоров,
участок технологической оснастки, участок электрослужбы, участок вентиляционной службы, участок службы механика и прочее.
3.2.2 Производство специальных сплавов и лигатур
Для производства литых автомобильных дисков по специальной технологии изготавливают кремнийсодержащие сплавы с равномерным распределением кремния в виде тонких вторичных выделений.
Продукцией является чушка из алюминиевых литейных сплавов системы
алюминий-кремний по DIN EN и другим международным стандартам для изготовления сложных фасонных отливок. Масса чушки до 20 кг.
Химический состав лигатуры для приготовления алюминиевых литейных
сплавов: Al-10% Mn; Al-20% Mn; Al-10% Mg; Al-20% Mg; Al-30% Cu; AI-5%
Ti; Al-5% Cr; Al-10% Fe; Al-10% Ni; Al-3% Zr.
13
Возможно изготовление лигатуры другого химического состава по согласованию с заказчиком. Лигатуры поставляют в виде мелкогабаритной чушки
массой до 20 кг.
Прессовое производство
На момент создания завода в стране существовала огромная потребность
в прутках, профилях и трубах из алюминиевых сплавов. Поэтому цех был спроектирован в виде шестипролетного здания общей площадью 10,5 га, с производительностью 120 тыс. т продукции в год, в том числе профилей - 62%, прутков
– 27%, сварных труб - 11% . При вводе в эксплуатацию прессовое производство
КраМЗа оказалось самым крупным и молодым в России. Оно было оснащено
тридцатью пятью отечественными горизонтальными гидравлическими прессами усилием 8,12,15,25,36,50 и 70 МН, комплексом термического и отделочного
оборудования, современными для того времени технологиями изготовления
продукции высокого качества. При этом на долю трубопрессового производства приходилось около 30% труб из алюминия и его сплавов.
Существенный вклад в создание и развитие прессового и трубного производства АО "КраМЗ" внесли специалисты машиностроительных предприятий и
в частности Коломенского и Новосибирского заводов гидропрессового оборудования. Однако изменение структуры потребления алюминиевых сплавов и
значительное повышение требований к их структуре, свойствам и качеству поверхности в ряде случаев потребовали коренной реконструкции оборудования,
в том числе выходных линий прессов.
Эти работы были проведены специалистами КраМЗа, с активным участием ученых московских институтов стали и сплавов, приборостроения, ВИЛСа,
Красноярской академии цветных металлов и золота. Снижение заказов на прутки и профили из труднодеформируемых сплавов для авиации и оборонных отраслей и стремление выйти на международный рынок профилей для строительных, транспортных и других конструкций в 90-х годах привели к разработке и
освоению технологии прессования профилей большей длины с принудительным натяжением. Эта технология, реализованная в виде процесса полунепрерывного прессования профилей из сплава АД31 со сваркой металлов последовательно прессуемых заготовок, исключила скручивание и искривление профилей, позволила реализовать воздушную закалку их на столе пресса и обеспечила резкое повышение качества поверхности и геометрии изделия. Кроме того,
14
производительность прессового оборудования была увеличена в пределах 1220%, выход годного на 3-5%, стойкость прессового производства на 15-20%.
С целью расширения номенклатуры, повышения качества и снижения затрат разработаны и внедрены в производство устройства для закалки на столе
прутков и труб не только из сплава АД31, но и из широкой номенклатуры более
легированных сплавов.
Освоено производство тонкостенных труб для холодильной техники, латунных труб теплотехнического назначения и для оптико-механических предприятий. Планируется увеличение объема производства труб для радиаторов
легковых автомобилей.
На КраМЗе внедрены уникальная технология и оборудование для прессования с использованием активных сил трения (СПАТ), которые обеспечивают
получение изделий с регламентированными структурой и свойствами для последующего изготовления сложных деталей методами горячей и холодной
штамповки и глубокой вытяжки.
Создано оборудование и отработана технология производства профилей
методом полунепрерывного прессования с натяжением, обеспечивающие изготовление профилей с высокой точностью геометрических размеров и хорошим
качеством поверхности, что особенно важно для профилей, используемых в
строительных конструкциях.
Завод поставляет на экспорт свыше 600 типоразмеров стандартных профилей, прутков и труб.
Продукцией прессового производства являются прутки из сплавов 6005
А, 6060, 6063, 6066, 6061, 6082,2007,2014, 2017 А,2024, 7022,7075 по DIN EN.
Изготавливают прутки круглого сечения диаметром от 20 до240 мм; квадратного сечения размером от 20 до 100 мм; калиброванные диаметром от 8 до 38 мм.
Получают профили специальные по согласованным чертежам из труднодеформируемых сплавов по DIN EN, ASTM, а также стандартные из сплавов
6063, 6005 А.
Производят трубы прессованные из алюминия 1050А и других марок
диаметром от 20 до 60 мм для изготовления теплообменных аппаратов для
нефтехимической промышленности. Изготавливают трубы холоднодеформированные специальные повышенной точности из сплавов серии 2000,5000 ответственного назначения.
15
Участок профилей из малолегированных сплавов
К малолегированным (мягким) сплавам относят АД1, АМг, АВ, АДЗ1.
Заготовкой являются круглые сплошные слитки литейного цеха. Эти слитки
нагревают в индукционных печах и прессуют на горизонтальных гидравлических прессах усилием 800 тс, 1250 тс, 2000 тс, 2500 тс. Технология изготовления изделий из алюминия и малолегированных «мягких» сплавов позволяет
применять скоростные линии с правильно-растяжными машинами. Прессование с натяжением может производиться как сплошных профилей, так и полых
профилей, и труб. Отпрессованные профили подвергают в зависимости от требований заказчика отжигу, закалке и старению. Закалку проходят профили
только из сплава АД31. Осуществляется закалка непосредственно после прессования. Для этого слиток перед прессованием нагревают до температуры,
обеспечивающей протекание всех структурных изменений при нагреве под закалку, затем слиток прессуется и сразу же после прессования охлаждается в закалочной среде. Выбор закалочной среды зависит от химического состава сплава, от требований заказчика. После закалки профили проходят старение в печах
электрических с выкатным подом.
Профили из других “мягких” сплавов проходят отжиг в таких же печах с
выкатным подом. В зависимости от требований отжиг может быть низким и
высоким.
Окончательный передел технологического производства профилей правка. Основными задачами правки являются придание полуфабрикатам продольной и поперечной геометрии, установленной техническими условиями, повышение механических свойств и уменьшение остаточных напряжений после
термической обработки. Для правки профилей используют растяжные машины
усилием от 30 до 100 тс.
Участок малогабаритных профилей из сплавов Д1 и Д16
Сплавы Д1 и Д16 –дуралюмины – относят к сложнолегированным, деформируемым, термически упрочняемым сплавам. Заготовкой для получения
профилей является гомогенизированный слиток из литейного цеха. Слитки
нагревают в индукционных печах и прессуют на горизонтальных гидравлических прессах усилием 800 тс, 1250 тс и 2500 тс. Так как дуралюмины относят к
«твердым» сплавам, то применять скоростные линии получения профилей в
данном случае нельзя. План расположения оборудования при получении изделий из сплавов Д1 и Д16 будет иной. Продукция после прессования подвергает16
ся закалке в вертикально-закалочных печах (ВЗП). После закалки идет правка
на роликоправильных и растяжных машинах, затем профили нарезают в меру,
упаковывают и сдают на склад для отправки потребителям.
Участок крупногабаритных прутков и профилей
На этом участке обрабатывают сплавы Д1, Д16, АК4, АК6, В95. Заготовками служат гомогенизированные слитки литейного цеха. Слитки нагревают в
индукционных печах и прессуют в горизонтальных гидравлических прессах
усилием 2000 тс, 3500 тс, 5000 тс, 7000 тс. Все изделия после прессования также подвергают закалке в вертикально-закалочных агрегатах, затем правке на
правильных роликовых машинах, растяжных машинах усилием 100 тс, резке в
меру, упаковке и отправке потребителю.
Участок сварных труб
Заготовкой для получения сварных труб является лента в отожженном
состоянии в рулонах. Прокат для нарезки ленты поступает на КраМЗ с других
заводов.
Технологический процесс производства сварных труб из алюминиевых
сплавов состоит из следующих операций: подготовки ленточной заготовки,
формовки трубной заготовки, сварки и испытания труб. Подготовка сварочной
полосы включает в себя резку ленты из рулонов на полоски дисковыми ножами
и заматывание ее в бухты.
Все остальные операции приготовления сварных труб осуществляет на
трубно-электросварном агрегате ТЭСА 10- 76, позволяющим получить трубу
диаметром от 10 до 76 мм и толщиной стенки 1,5-2,6 мм. Сварка осуществляется высокочастотным методом. Формирование сварного шва проводится соединением кромок встык. Сварка осуществляется со скоростью 120 м/мин. После
сварки трубы освобождаются от продуктов оплавления, от налипов, проходят
щеточно-моечную машину, калибруются и режутся в меру на ленточной пиле.
Готовые трубы сбрасываются в копильник ТЭСА.
Сваркой получают трубы из сплавов Д1, Д16 и из группы сплавов АМг.
Сварные трубы в зависимости от требований заказчика могут проходить закалку в горизонтально-закалочном агрегате. После закалки трубы подвергают
правке на сортоправильной косовалковой машине, режут в меру и сдают в цех
сбыта.
17
Контроль качества продукции включает контроль внешнего вида, геометрии размеров, механических свойств, на свариваемость, контроль макро- и
микро- структуры.
3.2.4. Трубное производство
Продукцией трубного цеха являются трубы из алюминиевых деформируемых малолегированных сплавов (АМг, АД1, АДЗ1) и легированных (Д1 и
Д16). Вследствие большого разнообразия сортамента труб в цехе используют
различные технологические схемы их получения: прессование, прокатку, волочение. В связи с этим цех делится на несколько участков: трубно-прессовый,
холодной прокатки труб, линейного волочения, бухтового производства труб,
термосдаточный.
На трубно-прессовом участке изготавливают трубы диаметром 25-110 мм
толстостенные (с толщиной стенки больше 5 мм) и тонкостенные (с толщиной
стенки менее 5 мм) и трубные заготовки под дальнейшую прокатку и волочение. На этом участке путем горячего прессования получают трубы из сплавов
АМг2, АМг5, Д1,Д16. Заготовкой для горячего прессования труб является полый или сплошной круглый слиток в гомогенизированном состоянии.
Заготовки перед прессованием нагревают в индукционных печах. Прессование осуществляется на горизонтальных гидравлических прессах прямым
методом усилием 1600 т и 3150 т.
На участке холодной прокатки получают трубы диаметром 75 мм и толщиной стенки 4 и 5 мм из сплава Д16. На этом участке трубы прокатывают на
стане двухручьевом ХПТ 2-90.
На участке линейного волочения осуществляется волочение трубных заготовок без предварительного нагрева их на стане линейного волочения усилием 30т. Получают трубы диаметром больше 90 мм и толщиной стенки 2,5—4
мм из сплавов Д16 и Д1. Перед волочением концы трубных заготовок нагревают в индукционной печи и заковывают на вертикальном гидравлическом прессе, усилием 250 тонн для получения захватов.
На участке бухтового производства получают трубы диаметром 8—32 мм
и толщиной стенки 1—1,5 мм из сплавов АД1, АМг1, АД31. Бухтовое производство труб включает в себя прессование из слитков в бухту, волочение из
бухты, обработку труб из бухт на линиях отделки.
18
Заготовкой для бухтового производства является гомогенизированный
слиток, нагретый перед прессованием в индукционной печи. Прессование проводится на горизонтальных гидравлических прессах усилием 2500 т и 3500 т.
За прессованием следует процесс волочения на трубных барабанах ВТБ-2-800 и
ВТБ-1500.
На линии отделки производится волочение линейное из бухты в отрезки,
правка и резка в меру.
Правка осуществляется на косовалковых правильных машинах.
По требованию заказчика проводится отжиг в бухтах в электрической печи с выкатным подом.
На термосдаточном участке проводят закалку труб в вертикальнозакалочных печах, правку труб в косовалковых правильных машинах и на
сортоправильной машине, резку в меру на дисковых пилах, упаковку и сдачу в
цех сбыта.
Контроль качества продукции трубного цеха включает внешний осмотр,
контроль размеров, контроль геометрии труб, контроль микроструктуры, механических свойств и для закаленных труб контроль микроструктуры.
К вспомогательным участкам трубного цеха относятся службы механика
и энергетика, технологическая служба, служба подготовки производства, инструментальное хозяйство и пр.
Кузнечно-штамповочное производство
Кузнечно-штамповочное производство изготавливает штамповки и поковки из средне- и высокопрочных алюминиевых сплавов по чертежам заказчика. Вертикальные гидравлические прессы усилием 50, 100, 150 МН позволяют создавать в штампе давление до 1000 МПа и изготавливать кованые и
штампованные изделия с минимальными припусками на механическую обработку.
Размеры штамповок:
Длина, мм………………………………….180-1800
Ширина, мм………………………………..180-500
Высота (максимальная), мм.……………...500
Диаметр, мм………………………………..200-700
Максимальная площадь проекции, мм2….350000
Минимальная площадь проекции, мм2 ….32000
Минимальная толщина дна, мм…………..3
19
Традиционными потребителями продукции кузнечно-штамповочного
производства являются предприятия аэрокосмической отрасли, военнопромышленного комплекса, транспортного и тяжелого машиностроения и др.
На базе авиационных технологий налажен выпуск штампованных колес
для автобусов, джипов, грузовых и легковых автомобилей. Номенклатура колес
насчитывает более 20 наименований и постоянно расширяется.
Обычно ковку применяют при единичном и мелкосерийном производстве
в связи с тем, что из поковки готовую деталь получают путем механической
обработки на металлорежущих станках.
Штамповку, как правило, обычно применяют при серийном и массовом
производстве. Точность размеров штамповки, чистота и состояние ее поверхности таковы, что последующая механическая обработка сведена к минимуму.
Для производства и поковок, и штамповок необходим разнообразный инструмент, который изготавливают в механо-штамповом отделении кузнечнопрессового цеха.
Заготовкой для инструмента служат кубики штамповых сталей 5ХНМ и
3Х2В8. Схема изготовления кузнечно-прессового инструмента включает: механическую обработку кубиков, закалку, отпуск, слесарную доводку и полировку.
Вначале в механическом отделении из древесины путем механической
обработки изготавливают модель будущей штамповки. Затем из кубиков инструментальной стали на копировально-фрезерных станках изготавливают
штампы («нарезают фигуру»). Далее штамп следует на термическую обработку
– закалку и отпуск. В печах сопротивления производится нагрев под закалку.
Закалка осуществляется в масляной ванне с принудительной циркуляцией масла. После закалки штампы подвергаются отпуску, тоже в печах сопротивления.
Штампы, прошедшие после термической обработки слесарную доводку и
полировку, передают в другой отдел цеха – кузнечный. Здесь штампы нагревают до рабочей температуры и устанавливают на гидравлических прессах, подвергают обработке давлением сплавы АМг6, АК4 -1ч, Д1 и В93.
Для поковок простой формы исходной заготовкой служит гомогенизированный слиток или прессованный прутик. Поковки простой формы получают
на гидравлических ковочных прессах.
Заготовкой для крупных штамповок служит слиток, а для мелких и средних штамповок – прессованный прутик или полоса.
Все виды штамповок изготавливают на гидравлических вертикальных
прессах усилием 1250 тс, 10000 тс и 15000 тс.
20
При изготовлении сложных штамповок в зависимости от формы, размеров и требований к структуре металла применяют большое число заготовительных операций: фасонную ковку, вальцовку, штамповку в заготовительных ручьях.
В кузнечно-прессовом цехе КраМЗа штамповку осуществляют в облойных штампах. Перед ковкой и штамповкой заготовки нагревают. Так как для
алюминиевых сплавов необходимо очень точно соблюдать температуру нагрева
заготовок, перед штамповкой, то нагрев осуществляют в электрических шахтных печах с принудительной вентиляцией воздуха. Обычно на гидравлических
прессах изготовление штамповок даже простой формы производят в несколько
переходов (не менее чем за два нагрева).
Штамповки и поковки с кузнечного участка поступают на термосдаточный участок, где производится обрезка облоя, правка поковок и штамповок,
термическая обработка и травление. Обрезку облоя проводят в холодном состоянии в обрезных штампах и ленточными пилами.
Как промежуточную операцию перед штамповкой и после окончательной
обработки назначают зачистку. Зачистку проводят специальными фрезами и
шарошками, приводимыми в движение пневматическими бормашинами. Для
термической обработки поковок и штамповок в термосдаточном отделении
кузнечно-прессового цеха применяют вертикально- закалочные агрегаты и
шахтные печи для старения и отжига.
При изготовлении поковок и штамповок возможно искажение их формы,
в связи с чем необходима операция правки. Правку осуществляют в холодном
состоянии гибкой на правильных прессах. В отдельных случаях применяют
ручную правку штамповок (рихтовку).
Крупногабаритные штамповки правят при помощи накладок на гидравлическом прессе. Правку ведут до тех пор, пока геометрия штамповки не будет
соответствовать чертежу.
Для очистки поковок и штамповок от смазки, загрязнений, окислов и для
обнаружения дефектов производят травление всех деталей. Для травления используют автоматическую линию, включающую в себя травильные ванны, ванны с азотной кислотой для осветления, ванны с проточной холодной и горячей
водой для промывки.
После окончания процесса травления штамповки сушат в потоке горячего
воздуха.
21
Контроль качества поковок и штамповок
В кузнечно-прессовом цехе применяют контроль исходного металла и заготовок, межоперационный и окончательный контроль. Первые два вида позволяют предупредить брак. Окончательный контроль поковок и штамповок устанавливает соответствие чертежу и техническим условиям, выявляет дефекты
методами ультразвуковой дефектоскопии, контролирует макро- и микроструктуру изделий, определяет их механические свойства.
Листопрокатное производство
Листопрокатное производство на сегодняшний день находится на стадии
незавершенного строительства. В настоящее время построен корпус общей
площадью 145 тыс. м2, частично выполнен монтаж 18 - клетевого полунепрерывного стана горячей прокатки и вспомогательного оборудования для производства толстых плит и листов. В физических объемах по цеху горячей прокатки выполнены работы на 70% (на 2001 г.). Из 30000 т оборудования приобретено 27000 т и смонтировано 14000 т. Для организации производства холоднокатаных листов и лент, необходимых для пищевой промышленности, строительства и транспорта за рубежом заказано современное прокатное и отделочное
оборудование, которое в 1996 г. стало поступать на завод.
Центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ)
В состав ЦЗЛ входят: химическая лаборатория, лаборатория спектрального анализа, газовая лаборатория, лаборатории металлографии, механических
испытаний, промсанитарии, коррозионных испытаний, неразрушающих методов контроля, огнеупоров, рентгенографический участок.
Основное назначение ЦЗЛ – контроль заводской продукции.
Химическая лаборатория и лаборатория спектрального анализа проводят
анализ химического состава сплавов, приготавливаемых в литейном цехе завода.
В газовой лаборатории осуществляет контроль содержания в сплавах водорода.
Лаборатория механических испытаний контролирует соответствие механических свойств продукции завода требованиям государственных стандартов.
Лаборатория коррозионных испытаний исследует коррозионную стойкость полуфабрикатов, разрабатывает технологию покрытий заводской продукции.
22
В лаборатории неразрушающих методов контроля проводят ультразвуковой контроль слитков и полуфабрикатов.
Лаборатория промсанитарии контролирует загрязненность атмосферы
цехов, загрязненность сточных вод, определяет состав пыли.
Рентгенографический участок занимается исследованием структуры
сплавов и устанавливает зависимость между составом, структурой и свойствами сплавов.
Лаборатория металлографии контролирует макро- и микроструктуру
слитков и полуфабрикатов. Лаборатория оснащена немецкими микроскопами и
отечественными шлифовальными и полировальными станками, травильными
ваннами, микротвердомером, фотокамерами.
Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов
Полуфабрикаты из деформируемых алюминиевых сплавов могут применяться в различных состояниях, что определяется природой сплавов и условиями их эксплуатации.
КраМЗ поставляет алюминиевые полуфабрикаты заводам-потребителям в
следующих состояниях:
а) полуфабрикаты из неупрочняемых термической обработкой сплавов
(АД0, АД1, АМц и группа сплавов АМг) в отожженном полунагартованном и
нагартованном состояниях;
б) полуфабрикаты из упрочняемых термической обработкой сплавов
(АД31, АД32, АД35, Д1, Д16, АК6, АК8, АК4 и пр.) в закаленном и состаренном, а также в отожженном состояниях.
Разнообразие требований, предъявляемых к свойствам полуфабрикатов
из алюминиевых сплавов, предопределяет выбор вида термической обработки.
Наибольшее распространение получили три вида термической обработки: отжиг, закалка и старение.
Отжиг алюминиевых сплавов применяют в том случае, когда необходимо
ликвидировать нежелательные последствия, связанные с неравновесностью
структуры. Для алюминиевых сплавов применяют следующие виды отжига:
гомогениационный отжиг слитков, рекристаллизационный отжиг деформированных полуфабрикатов, отжиг термически упрочненных сплавов с целью
разупрочнения и отжиг для снятия напряжений.
23
Первым и наиболее длительным процессом термической обработки при
производстве полуфабрикатов из алюминиевых сплавов является гомогениационный отжиг слитков. Он предназначен для выравнивания химического состава
сплава, разрушения литой сетки и сфероидизации частиц вторичных фаз. В результате гомогенизации существенно изменяются механические свойства слитка. Изменения структуры обуславливают значительное повышение пластических характеристик при комнатной температуре и технологической пластичности при деформации и оказывают наследственное влияние на свойства деформированных полуфабрикатов. Пластичность, ударная вязкость, выносливость
существенно повышаются. Уровень прочностных характеристик зависит от
природы сплава.
Режимы гомогенизации слитков определяются габаритами и назначением
полуфабрикатов. Температура гомогенизации слитков из алюминиевых деформируемых сплавов находиться в интервале 480-630 0С, время выдержки при
температуре гомогенизации составляет 6-36 часов. После гомогенизации слитки обычно охлаждают на воздухе.
Рекристаллизационный отжиг наиболее распространен в качестве промежуточной технологической операции между операциями холодной деформации
или между горячей и холодной деформацией.
Пластическую деформацию в зависимости от температурного интервала,
в котором она проходит, подразделяют на холодную, теплую и горячую: холодная при температурах ниже (0,25… 0,3) Тпл, теплая - от (0,25 …0,3) Тпл до
(0,5…0,6)Тпл и горячая - выше (0,5…0,6)Тпл. В промышленности названия "холодная", "теплая" и "горячая" обработка давлением используют вне связи с
природой процессов, происходящих в металле при деформировании. Обработку
давлением любого металла, в том числе и алюминия, при комнатной температуре называют холодной, а обработку давлением с нагревом заготовок до температур выше примерно (0,5…0,6)Тпл, когда сопротивление деформированию
резко понижено, называют горячей. Значительно реже используют теплую обработку давлением с нагревом заготовок до относительно невысоких температур.
Отжиг-рекристаллизация обеспечивает сплаву высокую пластичность и
пониженную прочность. В процессе рекристаллизации деформированные вытянутые зерна превращаются в новые равноосные недеформированные. На
практике температура рекристаллизационного отжига для промышленных
алюминиевых сплавов колеблется от 300 до 500 0С. Время выдержки находится
24
в пределах 0,5-2 ч. После выдержки в печи полуфабрикаты чаще всего охлаждают на воздухе.
Печи гомогенизации. Алюминиевые сплавы гомогенизируют в интервале
температур 430-650 0С. Продолжительность цикла обработки составляет 20-50
часов, а время выдержки при температуре гомогенизации составляет 10-40 часов.
В связи с продолжительным временем выдержки для гомогенизации используют печи периодического действия с принудительной циркуляцией атмосферы. Гомогенизацию круглых слитков проводят в камерных печах с выдвижным подом.
Печи для нагрева под закалку. Для нагрева под закалку применяют вертикальные воздушно-циркуляционные печи. В этих печах полуфабрикаты подвешивают вертикально. Непосредственно под печью расположен закалочный
бак, в который полуфабрикаты после нагрева вертикально погружают.
Печи старения. Старение - тоже длительный процесс, поэтому и здесь используют печи периодического действия с принудительной циркуляцией воздуха. Это или шахтная (садочная) печь, или камерная с выдвижным подом.
Печи отжига. Для отжига применяют электрические печи с принудительной вентиляцией воздуха, обеспечивающей быстрый нагрев садки. Максимально высокая скорость нагрева полуфабрикатов при отжиге позволяет избежать
роста зерна. Перепад температуры в рабочем пространстве печи для отжига
должен быть не более 50 0С. Эти печи являются печами непрерывного действия.
Контроль качества термически обработанных алюминиевых
полуфабрикатов
Непосредственно в процессе производства полуфабрикатов осуществляют контроль качества поверхности, соответствия геометрических параметров
требованиям технических условий. Кроме того контролируют химический состав (каждой плавки), механические свойства, структуру, отсутствие внутренних дефектов и несплошностей. Ряд полуфабрикатов проверяют на склонность
к коррозии. Порядок отбора образцов, объем и методы испытаний определяются соответствующими техническими условиями.
Основной метод контроля полуфабрикатов из алюминиевых сплавов –
испытание на растяжение и твердость с целью определения механических
свойств материалов.
25
Металлографический контроль изделий заключается в исследовании
микро- и макроструктуры. Микроструктура контролируется на полуфабрикатах, подвергнутых закалке. Целью контроля является установление отсутствия
пережога. Изделия с признаками пережога бракуют. Для контроля на пережог
обычно отбирают один образец от садки. Макроструктуру контролируют по
макрошлифам. Требования к макроструктуре полуфабрикатов и порядок ее
контроля оговаривают в соответствующих технических условиях.
3.3 Открытое акционерное общество "Сибирский завод
тяжелого машиностроения" (ОАО "Сибтяжмаш")
В 1936 году было принято решение о создании завода тяжелого машиностроения в г. Красноярске. Перед началом Великой Отечественной войны приступили к его строительству.
В июле 1941 года в связи с приближением фронта к Брянской области
был эвакуирован машиностроительный завод "Красный Профинтерн" из города
Орджоникидзеграда в город Красноярск и на его базе создан Красноярский паровозостроительный завод.
В ноябре, не дожидаясь постройки цехов, завод стал выпускать военную
продукцию: минометы, мины, ручные гранаты. С 1942 года одновременно с
выпуском боеприпасов и вооружения завод изготовил 7 электромостовых кранов для черной металлургии. В это же время велось строительство завода. Были
введены в строй паровозостроительные цеха, в мае 1943г. был изготовлен первый паровоз серии СО "Серго Орджоникидзе", всего их было выпущено заводом 314 штук. За годы войны коллектив завода "Красный Профинтерн" на
красноярской земле дал Родине валовой продукции на 84 млн. рублей, изготовил 5706 т. различного оборудования , сотни машин и механизмов, боеприпасов
и вооружения. За успешное выполнение заданий правительства по освоению
производства паровозов и металлургического оборудования в 1945 году завод
был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В первые послевоенные годы завод в основном выпускал паровозы, с
1947 года началось освоение производства новых мощных кранов грузоподъемностью 100-125 т., в 1949г. – литейных кранов. С 1953 года начинается выпуск кранов на экспорт.
В конце 1950г. снято с производства изготовление паровозов, и завод был
переименован в Сибирский завод тяжелого машиностроения ("Сибтяжмаш"). В
26
этом же году на заводе был освоен выпуск первого в стране сложного по конструкции и трудоемкого вагоноперегружателя. В последующие годы завод стал
выпускать оборудование для нефтеперерабатывающей и цементной промышленности. С конца пятидесятых годов завод приступил к изготовлению кранов
для атомной энергетики.
В 1976 году завод награжден Знаком Почета. В 1977 году в знак дружбы
между российским и польским народами и за помощь, оказанную заводом
Польше в технологическом оснащении промышленности, был награжден орденом "Заслуги ПНР".
К 1970 году завод становится единственным в стране предприятием, которое проектирует и изготовляет краны большой грузоподъемности: краны общего назначения грузоподъемностью 80-500т., литейные – 100-500т., металлургические специальные – до 1200т., среди них краны для Братской и Красноярской ГЭС, уникальные краны для Атоммаша, а также перегружатели грейферные производительностью 650 т/час, редукторы ВКУ 500-965. Этим изделиям
был присвоен государственный знак качества.
ОАО "Сибтяжмаш" занимает ведущую позицию в России в области создания и изготовления сложных машин:
1. Мостовых электрических кранов для черной, цветной металлургии,
атомных, тепловых и гидравлических станций, для предприятий тяжелой индустрии;
2. Грейферных перегружателей козлового типа для руды, угля и других
сыпучих материалов;
3. Горно-транспортной техники для открытых и подземных горных работ
(ленточные конвейеры различного назначения).
ОАО "Сибтяжмаш" - коллектив высококвалифицированных специалистов
с опытом работы по проектированию и изготовлению подъемно-транспортных
машин для самых различных отраслей промышленности.
Некоторые виды продукции ОАО "Сибтяжмаш" представлены втаблице3.
27
Таблица 3 - Продукция ОАО "Сибтяжмаш"
Продукция
Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 5 до 650 т.
Краны мостовые электрические колодцевые
Краны козловые грузоподъемностью от 5 до 600т.
Краны мостовые электрические стрипперные с усилием
выталкивания до 500т.
Краны мостовые электрические ковочные грузоподъемностью до 700т.
Краны мостовые электрические литейные
Краны мостовые электроические скрапозавалочные грузоподъемностью от 80 до 200 т
Краны мостовые электрические для транспортировки
слябов грузоподъемностью до
120 т.
Краны-перегружатели
Назначение
Выполняют различные подъемно-транспортные операции
в цехах машиностроительных заводов, в машинных залах
гидро- и тепловых электростанций, а также в цехах металлургического производства
Устанавливаются в отделениях нагревательных печей
(колодцев) обжимных станов и работают в весьма тяжелом режиме в зоне высоких температур. В зависимости от
массы слитков краны изготавливают различной грузоподъемности от 10 до 50 т.
Предназначены для выполнения разнообразных подъемно-транспортных операций на промышленных предприятиях, тепловых и гидроэлектростанциях
Предназначены для раздевания слитков в мартеновских и
конверторных цехах металлургических заводов. Исполнительные механизмы кранов обеспечивают эффективное
использование их для раздевания слитков, отлитых в изложницах уширением кверху или уширением книзу
Выполняют технологические операции, связанные с обжатием слитков на гидравлических прессах большой
мощности
Грузоподъемность кранов в диапазоне от 50 до 500 т. По
желанию заказчика оборудуются взвешивающими
устройствами, системами регулирования скоростей механизмов и другими устройствами, позволяющими обеспечить комфортную и надежную работу
Являются основным подъемно-транспортным средством,
обеспечивающим процессы завалки скрапа в конверторном производстве стали
Выполняют операции по транспортировке, складированию и погрузке в вагоны пакетов слябов. Данные краны
устанавливают в пролетах обжимных и кислородноконверторных цехов.
Данные краны - козлового типа, циклического действия,
обеспечивающие производительность до 1000т/час . Применяются во всех областях промышленности , где требуется проведение транспортных или усреднительных операций с сыпучими грузами на открытых складах.
28
Продолжение таблицы 3
Конвейеры ленточные стацио- Для открытых горных работ и шахт, предназначены для
нарные и передвижные
транспортировкы сыпучих кусковых грузов в горизонтальном и наклонном направлениях, с резинотросовой
лентой шириной до 2000мм производительностью до
6000м3/час. В комплекте с конвейерами поставляют дополнительное оборудование: подборщики просыпей, передвижчики конвейеров, устройства для транспортировки
и подвески ленты, вулканизационные прессы и др.
Производственная структура завода
Во главе управления ОАО "Сибтяжмаш" стоит генеральный директор, он
же является директором завода. В состав завода входит заводоуправление, где
помощниками директора являются его заместители, главный инженер и различные отделы (производственно-диспетчерский, материально-технического
снабжения, главного металлурга, главного технолога и др.), хозяйственные
службы, а также основные и вспомогательные цеха. Между всеми цехами имеется тесная связь, которая обеспечивает непрерывный выпуск готовой продукции. Контроль качества изделий осуществляет центральная заводская лаборатория.
ОАО "Сибтяжмаш" в своем составе имеет следующие цеха:
1.
Металлургические
1.1. Модельный цех
1.2. Сталеплавильный цех (СПЦ)
1.3. Сталелитейный цех (СЛЦ)
1.4. Обрубной цех (ОЦ)
1.5. Чугунолитейный цех (ЧЛЦ)
1.6. Кузнечно-прессовый цех (КПЦ)
1.7. Термический цех
2. Крановые
2.1. Цех краностроения №1 (ЦКС - 1)
2.2. Цех краностроения №2 (ЦКС - 2)
2.3. Цех краностроения №3 (ЦКС - 3)
2.4. Механо-сборочный цех №1 (МСЦ -1)
2.5. Механо-сборочный цех №2 (МСЦ -2)
29
3.Фирма «Микрон»
3.1 Инструментальный цех
3.2 Сборочно-столярный цех
3.3 УСТО
3.4 СТиНО
Кроме того, имеются железнодорожный и автотранспортный (гараж) цеха.
Модельный цех
В модельном цехе изготовляют металлические и деревянные модели будущих деталей и изделий, а также стержневые ящики, с помощью которых создается внутренняя конфигурация изделий. В этом цехе также проводят ремонт
модельной оснастки для литейных цехов.
Сталеплавильный цех
Сталь выплавляют в мартеновских печах емкостью 45 т, в электропечах
емкостью 3 и 5 т. Мартеновские печи работают на мазутном топливе. В ванну
печи загружают шихту, состоящую из стального лома на 60-70 % и чушкового
чугуна на 30-40%. В расплав вводят специальные добавки для получения заданного состава сплава согласно ГОСТу. С помощью ковша готовую сталь заливают в изложницы (металлические формы) для получения слитков, которые
потом поступают в кузнечно-прессовый цех на ковку.
Сталелитейный цех
В сталелитейном цехе расплавленную в электропечах сталь заливают
непосредственно в литейные формы для получения фасонных отливок различных наименований. Основные из них: балансиры, буксы, шкивы, серьги, клещевины, блоки, диски (сталь 25Л, 35Л, 45Л), зубчатые колеса из стали 35ХМЛ,
ходовые колеса из стали 70Л.
В землеприготовительном отделе сталелитейного цеха готовят формовочные материалы: сушат и просеивают формовочные пески, размалывают на
мельницах глину, очищают горелую землю, приготовляют формовочные
стержневые смеси, которые затем подаются в чугунолитейный и сталелитейный
цеха на формовочные участки, где по моделям или шаблонам из этих смесей
готовят литейные формы.
Литейные формы, в которых кристаллизуются стальные отливки, изготавливают из быстросохнущей жидкостекольной смеси по деревянным или металлическим моделям будущей детали, стержни – по стержневым ящикам.
30
Сушку форм и стержней производят СО2 процессом. Крупные отливки почти
всегда заливают в формы, собранные из стержневых блоков, для небольших отливок формы изготовляют на формовочных машинах. Стержни образуют
сквозные отверстия в отливке.
Для изготовления жидкостекольной смеси в цехе смонтирована первая в
России промышленная установка производительностью 6 м3/час.
После кристаллизации и охлаждения отливки выбивают из форм и
направляют в обрубной цех.
Обрубной цех
В этом цехе производится очистка литья от формовочной и стержневой
смеси, обрезка литниковой системы и прибылей. До 50 -% литья очищается механизированным путем. В цехе впервые в нашей стране внедрен 40-тонный
очистной галтовочный барабан, позволяющий очищать стальное литье весом до
2 т, построенный на базе цементной мельницы. Впервые в мировой практике
внедрена гидроочистка от стержней стального и чугунного литья струями высокого давления 700-900 атм. Чистовая очистка в основном осуществляется в
дробеструйных и дробеметных барабанах.
Чугунолитейный цех
В нем изготавливают чугунное литье марок СЧ10, СЧ18, СЧ20 и т.д. Это
корпуса и крышки редукторов, крановые барабаны, детали корпусов цементного и горнорудного оборудования. Чугун плавят в вагранках. Вагранка представляет шахтную печь. Сверху загружается шихта (смесь чушкового чугуна,
стального и чугунного лома, ферросплавов). Расплавленный чугун собирается в
копильнике и через желоб выпускается в ковш. Готовый чугун заливают в земляные литейные формы и получают отливки.
Кузнечно-прессовый цех
В этом цехе из слитков, отлитых в сталеплавильном цехе и покупного
проката методом обработки давлением (ковкой, штамповкой) получают заготовки деталей из углеродистой стали марок 25,35,45 и легированной стали марок 35ХНМ, 34ХН1М, 5ХНМ, 20Х, 40Х, 40ХН: вал-шестерни, валы, зубчатые
колеса, оси, диски и т.д., которые после механической и термической обработки
идут на изготовление узлов кранов, редукторов.
Нагрев заготовок для горячей обработки давлением проводится в пламенных печах на жидком топливе (мазуте) с выкатным подом. Печи типа ТДО31
М применяют для быстрого нагрева небольших заготовок и последующей
штамповки мелких деталей на прессе.
Для нагрева крупных слитков в цехе используют колодцевые печи с последующим поступлением нагретых слитков на обжимные прессы, на которых
достигается усилие до 9800 МН. В цехе производят ковку крупных деталей путем передвижения их под прессом, например, вала, которому таким образом
придают определенную форму. Вес некоторых поковок достигает 20 т.
Термические подразделения
Изделия проходят термообработку в термическом цехе и на термических
участках завода что способствует непрерывности технологического процесса
изготовления деталей. На этих участках производится предварительная и окончательная термообработка соответствующих изделий, которые поступают на
участки из литейного, кузнечно-прессового цехов, после механической обработки. В результате термообработки меняется структура металла, а изделие
приобретает необходимые качества, позволяющие ему надежно служить в процессе эксплуатации, выдерживать различные нагрузки, механические воздействия, влияние внешней среды.
После строительства термического цеха в нем сконцентрированы основные объемы термической обработки, которые ранее были распределены в различных цехах завода.
На участке крупнотоннажных печей с выкатным подом проводят следующие виды термообработки: отжиг (1и2 рода); нормализацию с отпуском; закалку; улучшение, т.е. закалку с высоким отпуском. Для нагрева крупных деталей используют мазутные печи типа ТДО-М с выкатным подом, для термообработки деталей средних размеров – электрические печи СДО с выдвижным
подом. Крупногабаритные отливки устанавливают на под печи на специальные
прокладки, заготовки помельче укладывают в специальные короба и в этих коробах ставят на под печи. Загрузку производят мостовым краном с помощью
специальных грузозахватывающих приспособлений. Температурный режим мазутных печей поддерживается специальными автоматическими устройствами с
программным управлением. В электропечах контроль температуры осуществляется термопарой, режим выдерживается автоматически с помощью потенциометра.
Отливки из серого чугуна подвергают отжигу (отжиг 1 рода ) при температуре 540-570С в течение 4-8 часов для снятия внутренних напряжений, сни32
жения хрупкости, уменьшения деформации и для стабилизации размеров. В отдельных случаях, если отливки из серого чугуна имеют отбеленную поверхность, они подвергаются графитизирующему отжигу при 850-900С в течение
1-5 часов для устранения отбела. Отжигу для снятия внутренних напряжений
подвергают и стальные отливки после исправления литейных дефектов электродуговой сваркой. Отливки сложной конфигурации из сталей марок 25Л,
35Л, 45Л, 35ХМЛ проходят полный отжиг при температуре 96020С. Более
простые отливки сечением до 150 мм – нормализацию, сечением более 150 мм
и из сталей 45Л, 35ХМЛ, 34ХН1Л – нормализацию с отпуском. Для среднеуглеродистых сталей температура нормализации 900-930С, охлаждение на воздухе, а затем отпуск при 550-600С.
Отливки из высокомарганцевой стали аустенитного класса марки
110Г13Л подвергают закалке с температуры 1100-1150С в воду.
В термическом цехе проводят следующие виды термообработки: нормализацию, закалку ТВЧ, сорбитизацию, нитроцементацию, цементацию, ионное
азотирование, закалку в масле , в воду, отпуск, все виды отжига.
В термическом цехе используется оборудование: печи камерные, шахтные, печи-ванны, механизированные печи, агрегаты для термической и химикотермической обработки, установки для поверхностного нагрева токами высокой
частоты, автоматизированные закалочные баки. Загрузка и разгрузка печей, баков проводится автоматически с помощью механизированной тележки через
пульт управления. Наряду с основным оборудованием, в цехе применяется дополнительное оборудование, к которому относятся промывные баки и машины,
правильные прессы, приборы для контроля качества термообработки. Помимо
основного и вспомогательного оборудования в цехе располагается оборудование для приготовления контролируемых атмосфер, а также теплоэнергетическое и подъемно-транспортное оборудование.
В термический цех поставляют готовые детали, полученные из поковок и
штамповок обработкой резанием в механических цехах для окончательной термообработки и для термообработки перед поверхностной закалкой. Основная
часть деталей: вал-шестерни, валы, оси, зубчатые колеса, шестерни, диски,
кольца и др. из стали марок 45, 35ХНМ, 38ХВА, 34Н1М, 40Х, 40ХН подвергаются улучшению. Червяки из стали 20 – цементации. Цементация проводится в
твердом карбюризаторе в камерных печах и газовая цементация в шахтных печах типа Ц105А. Твердый карбюризатор состоит из древесного угля и углекис33
лых солей бария, натрия и т.д. Цель цементации – упрочнить поверхность изделия за счет образования на поверхностном слое карбидов железа. Для закалки и
отпуска используются электрические камерные печи типа СДО и СНО и печь с
шаровым подом НШ100. Закалка проводится в воду и масло. Закалочные баки
не механизированы.
Ходовые колеса кранов из стали 70Л проходят в цехе после механической
обработки закалку в воде с отпуском на структуру "сорбит отпуска" с твердостью НВ300-380. Это особый вид термообработки, т.к. указанную структуру
необходимо получить только на дорожке катания и ребордах колеса на глубине
20-30 мм с плавным переходом от закаленной структуры на поверхности к незакаленной в сердцевине. Такая термообработка, "сорбитизация, обеспечивает
высокую эксплуатационную стойкость колес крана. Нагрев под закалку производится в электропечи до 860-880 С, затем колеса устанавливают на специальные приспособления и вращают их так, чтобы половина обода колеса погружалась в ванну с водой, для более равномерного охлаждения вода подается еще и
сверху через спрейер на дорожку катания колеса. Время вращения (закалки)
колес строго ограничено и устанавливается техпроцессом для каждого размера
ходовых колес. После этого колеса устанавливают в специальную коробку и
помещают в печь с температурой 300-400С для выравнивания температуры по
всему сечению колеса. Затем колеса отпускаются при температуре 50020 С
24 часа с охлаждением на воздухе.
На участке ТВЧ термического цеха проводят поверхностную закалку на
глубину 1,5-5 мм с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) крупных стальных
деталей: вал-шестерен, шестерен, осей, тормозных шкивов, втулок, обойм и др.
деталей, которые прошли предварительную термообработку, и от которых требуется хорошая износостойкость в сочетании с высокой ударной вязкостью
(твердая поверхность и вязкая сердцевина).
Для нагрева под закалку используют высокочастотные установки с ламповым генератором типа ЛГЗ-200 и машинным генератором МГЗ-250. Закалочные станки обеспечивают необходимое движение детали в поле индуктора.
Точное время выдержки, регулируемое с помощью реле времени, обеспечивает
необходимую глубину прогрева и температуру. Таким образом достигается механизация закалки таких тяжелых деталей, как тормозные шкивы, обоймы, шестерни большого размера (до 1500 мм ) и веса (до 1000кг) в условиях мелкосерийного производства. Охлаждение деталей спрейерное, для закалки использу34
ют воду, эмульсию (62% воды, остальное глицерин) или растворы солей. Отпуск после закалки ТВЧ проводится в шахтных печах Ш70 и ПН-32.
В инструментальном цехе действует специализированный участок термической обработки, где обрабатывают все виды инструментов: мерительного,
штампового, режущего, приспособлений и оснастки. В цехе имеется установка
нагрева токами высокой частоты, которая используется для пайки твердосплавных пластин на режущие инструменты (резцы, фрезы и др.).
Термический участок инструментального цеха оснащен камерными термическими печами типа СНО, а также соляными и масляной ваннами для
нагрева под закалку и для отпуска. Термический участок имеет гидравлический
правильный пресс и установку для гидроабразивной очистки инструмента после термической обработки.
Контроль качества выпускаемой продукции
После термической обработки необходимо проконтролировать качество
изделий: определить твердость, структуру металла, его механические свойства,
глубину упрочненного слоя, коробление тонких деталей, наличие поверхностных и внутренних дефектов в металле и др. Показатели качества выпускаемой
продукции определяются государственными стандартами и техническими
условиями. Технические требования на каждую деталь оговариваются в чертежах и картах технологического процесса на тот или иной вид обработки детали.
Контроль качества термической обработки проводят как непосредственно
в цехах, на производственных участках, так и в центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ) завода.
Центральная заводская лаборатория
В состав ЦЗЛ входят: химическая лаборатория сплавов и формовочных
материалов, в которой контролируют химический состав литых изделий; лаборатория покрытий; лаборатория неразрушающих методов контроля качества
изделий: ультразвуковой, магнитной, рентгеновской, красочной дефектоскопии. Металлофизическая лаборатория состоит из отделений: механических
испытаний материалов и металлографической лаборатории с термическим отделением и участком для изготовления образцов. Металлографическая лаборатория располагает оборудованием и приборами для металлографических исследований и термической обработки образцов. Она имеет микроскопы МИМ7, МИМ-8 , микротвердомеры, твердомеры ТШ и ТК, в термическом зале име35
ется лабораторная камерная печь, печь СНОЛ 1,6-2,5, трубчатая печь ВТ100,
закалочные ванны с водой и маслом, станки для приготовления микро-и макрошлифов.
В металлографической лаборатории исследуются макро- и микроструктура изделий: определяется наличие ликвации, пористости, карбидной неоднородности, флокенов, сегрегации серы, глубина обезуглероженного слоя, глубина цементованного слоя, величина зерна и др. Уточняется оптимальная температура закалки быстрорежущей стали для конкретной плавки и партии инструмента. Контроль качества металла ведется в соответствии с государственными
стандартами, заводскими техническими условиями. Для данных работ лабораторией созданы и внедрены контрольные эталоны и шкалы на макро- и микроструктуру для отливок из стали 110Г13Л, для отливок корпусов букс из стали
35Л и других ответственных отливок после термообработки.
3.4 Примерные темы лекций
1. Техника безопасности, охрана труда и противопожарная профилактика.
2. История предприятия и перспективы его развития (структура предприятия, выпускаемая продукция, организация управления предприятием).
3. Технологическая схема изготовления деталей и полуфабрикатов
(плавка, литье, обработка металлов давлением, резанием, термическая
обработка).
4. Термическая обработка черных и цветных сплавов.
5. Современные методы управления качеством продукции.
6. Состояние охраны окружающей среды на предприятии и в термическом цехе (на термическом участке).
3.5 Индивидуальные задания
1. По каждому заводу определить состав цехов и их технологическую
взаимосвязь.
2. Ознакомиться с составом ЦЗЛ, с приборами и установками, на которых проводят испытания материалов. Выяснить назначение каждой лаборатории.
36
3. Ознакомиться с технологией получения сплавов на основе железа
(сталей и чугунов) и алюминия. Выяснить, какие изделия из заданной преподавателем марки сплава получают на данном предприятии.
4. На каждом заводе проследить схему последовательного прохождения
по цехам некоторых основных деталей (полуфабрикатов), т.е. установить
маршрутную технологию.
5. На каждом заводе выяснить, какое оборудование используется в термических подразделениях; узнать его назначение, наименование, маркировку.
Уточнить источник тепловой энергии печей и нагревательных устройств (газ,
мазут, электроэнергия и др.). Выяснить рабочие температуры, применяемые
охлаждающие устройства и среды, степень механизации и автоматизации технологических процессов.
6. Ознакомиться с методами контроля качества деталей на каждом заводе. Подробно описать методы контроля на примере одной из основных деталей.
4 ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ ПО ПРАКТИКЕ
Отчет выполняют на бумаге формата А4 (210297мм). Он должен содержать около 20 страниц рукописного текста . Содержание отчета определяется
программой практики.
Примерный план отчета:
Введение
1. Общие сведения по ОАО "КраМЗ"
2. Общие сведения по ОАО "Сибтяжмаш"
3. Индивидуальное задание
4. Список литературы
После окончания практики студент предоставляет отчет руководителю
практики от кафедры МиТОМ.
5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ПРАКТИКИ
Для оценки результатов учебной практики студентов в установленные
сроки организуется защита отчетов по практике на кафедре МиТОМ
КГАЦМиЗ. На основании содержания отчета по практике и ответов на вопросы
руководитель практики проставляет студенту зачет с оценкой по учебной практике в зачетную книжку.
37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Нощик А. Красноярский металлургический завод //Металлоснабжение,
металлосбыт. Алюминиевая промышленность России.2000. № 2, часть 2.С.5457.
2. Акционерное общество "Сибтяжмаш". Рекламный проспект к 55летию.- Красноярск, 1996.
3. Металлургическая практика . Программа и методические указания для
студентов специальности 1107 "Металловедение , оборудование и технология
термической обработки металлов"/ Сост.: Т.И. Корягина, В.Д. Сидоренко.
КИЦМ.- Красноярск, 1988.- 32с.
4. Новиков И.И. Металловедение, термообработка и рентгенография:
Учебник для вузов/ И.И.Новиков, Г.Б.Строганов, А.И.Новиков - М.: "МИСиС",
1994. - 480 с.
38
Пояснения некоторых терминов
Калиброванные прутки - прутки с более точными размерами, улучшенным качеством поверхности и повышенными механическими свойствами.
Лигатура - вспомогательные сплавы, применяемые для введения в жидкий металл легирующих элементов.
Ликвация дендритная - неоднородность по химическому составу внутри
каждого зерна (кристаллита).
Миксер - емкость для накопления расплавленного металла, предназначенного для дальнейшего передела.
Наклеп или нагартовка - упрочнение при обработке давлением.
Пережог - сильное окисление и (или) оплавление по границам зерен.
Реборда - выступающая часть (гребень) обода колеса или шкива для
предохранения от схода с рельса или для удержания каната, ремня.
Чушка – небольшой (5 – 40 кг) слиток металла, предназначенный для последующего переплава при производстве сплавов.
Штрипс - металлическая полоса - заготовка для производства сварных
труб.
Экструдирование - способ обработки металлов давлением, заключающийся в выдавливании металла из замкнутой полости контейнера через канал
матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля.
39
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ .............................................................................................. 3
2. ПЛАН ПРОХОЖДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ ............................................. 4
3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ............................................................. 4
3.1. Общая характеристика заводов .................................................................. 4
3.1.1. Производственная структура завода............................................. 4
3.2. Открытое акционерное общество "Красноярский
металлургический завод" (ОАО "КраМЗ") ............................................................... 8
3.2.1. Литейное производство ................................................................ 10
3.2.2 Производство специальных сплавов и лигатур ......................... 13
3.2.4. Трубное производство .................................................................. 18
3.3. Открытое акционерное общество "Сибирский завод тяжелого
машиностроения" (ОАО "Сибтяжмаш") ................................................................. 26
3.4 Примерные темы лекций ............................................................................ 36
3.5 Индивидуальные задания ........................................................................... 36
4 ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ ПО ПРАКТИКЕ ...................................................... 37
5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ПРАКТИКИ .............................................................. 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..................................................................... 38
ОГЛАВЛЕНИЕ .......................................................................................................... 40
40