| 21681190 23552 13350 920 1R>
В СССР, согласно принятой классификации, к сфере материального П. относятся следующие отрасли нар. х-ва: пром-сть, с. х-во, лесное х-во, водное х-во, транспорт грузовой, связь (по обслуживанию предприятий производств. сферы), стр-во, торговля и обществ. питание, материально-технич. снабжение и сбыт, заготовки, пр. виды деятельности сферы материального П. Такие отрасли, как торговля и обществ. питание, а также материально-технич. снабжение и сбыт, отнесены к материальному П. потому, что в них преобладают производств. операции.
Совр. П. развивается в условиях научно-технической революции, гл. содержанием к-рой является автоматизация производства. С автоматизацией П. происходит передача машинам функций управления. На этой основе технический базис П. поднимается на качественно новую ступень и освобождается практически от всех ограничений, которые связаны с естеств. возможностями рабочей силы. В результате обеспечивается поистине безграничный рост производительности труда. Автоматизация коренным образом меняет место человека в П. и характер его труда. Труд из непосредственно включённого в процесс П. превращается в функцию контроля и регулирования. "Вместо того чтобы быть главным агентом процесса производства, рабочий становится рядом с ним" (там же, т. 46, ч. 2, с. 213). Научно-технич. революция означает также изменение в энергетич. базе П., в характере предметов труда. В совр. П. наука становится непосредственно производит. силой.
Лит.: Маркс К., Капитал, т. 1, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 23; его же, Из рукописного наследства, там же, т. 12; Методические указания к составлению государственного плана развития народного хозяйства СССР, М., 1969; Киперман Г. Я., Классификация отраслей народного хозяйства СССР, М., 1964; Запольская В. В., Непроизводственная сфера в СССР и перспективы ее дальнейшего развития, Воронеж, 1966; Козак В. Е., Производительный и непроизводительный труд, К., 1971; Солодков М. В., Полякова Т. Д., Овсянников Л. Н., Теоретические проблемы услуг и непроизводственной сферы при социализме, М., 1972. М. В. Солодков.
2113.htm
ПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, получение путём прокатки из стали и др. металлов различных изделий и полуфабрикатов, а также дополнит. обработка их с целью повышения качества (термич. обработка, травление, нанесение покрытий). В пром. странах прокатке подвергается больше 4/5 выплавляемой стали. П. п. обычно организуется на металлургич. з-дах (реже на машиностроит.); как правило, особенно в чёрной металлургии, является завершающим звеном цикла произ-ва (см. Металлургия; о П. п. как отрасли металлургич. пром-сти см. в статьях Чёрная металлургия, Цветная металлургия).
К осн. видам проката относятся: полупродукт, или заготовка, листовой и сортовой прокат, катаные трубы, заготовки деталей машин (особые виды проката) - колёса, кольца, оси, свёрла, шары, профили переменного сечения и др. Перечень прокатываемых изделий с указанием размеров наз. сортаментом проката, большая часть к-poro в СССР стандартизована. Осн. количество проката изготовляется из низкоуглеродистой стали, нек-рая часть - из легированной стали и стали с повышенным (больше 0,4%) содержанием углерода. Прокат цветных металлов производится гл. обр. в виде листов, ленты и проволоки; трубы и сортовые профили из цветных металлов изготовляются преим. прессованием (см. Прессование металлов).
Прокатка стали. Произ-во стального проката на совр. металлургич. з-де осуществляется двумя способами. При первом исходным материалом служат слитки (отлитые в изложницы), которые перерабатываются в готовый прокат обычно в 2 стадии. Сначала слитки нагревают и прокатывают на обжимных станах в заготовку. После осмотра заготовки и удаления поверхностных дефектов (закатов, трещин и т. п.) производят повторный нагрев и прокатку готовой продукции на специализир. станах. Размеры и форма сечения заготовки зависят от её назначения: для прокатки листового и полосового металла применяют заготовки прямоугольного сечения шир. 400 - 2500 мм и толщиной 75-600 мм, наз. слябами; для сортового металла - заготовки квадратного сечения размером примерно от 60 х 60 см до 400 х 400 мм, а для цельнокатаных труб - круглого сечения диаметром 80-350 мм.
При втором способе, применяемом с сер. 20 в., прокатка исходной заготовки заменяется непрерывным литьём (разливкой) на спец. машинах. После осмотра и удаления дефектов заготовка, как и при первом способе, поступает на станы для прокатки готовой продукции. Благодаря применению непрерывно-литой заготовки упраздняются слябинги и блюминги, повышается качество проката, устраняются потери на обрезку головной части слитка, доходящие у слитков спокойной стали до 15-20%.
Преимущества применения непрерывно-литой заготовки в произ-ве проката становятся ещё более значительными при совмещении процессов непрерывного литья и прокатки в одном неразрывном потоке. Для этой цели созданы литейно-прокатные агрегаты, в к-рых слиток на выходе из кристаллизатора не подвергается разрезке, проходит печь, где выравнивается темп-pa по сечению, и затем поступает в валки прокатного стана. Т. о. осуществляется процесс кристаллизации и прокатки бесконечного слитка, т. е. непрерывное произ-во проката из жидкого металла. Процесс получил широкое распространение при прокатке цветных металлов; он применяется также для произ-ва стальной заготовки небольших сечений (примерно менее чем 150 х х 150 мм) повышенного качества. Осн. трудность в развитии этого процесса состоит в относительно низкой скорости выхода слитка из кристаллизатора (1 -6 м/мин), что не позволяет в полной мере использовать производств. возможности непрерывного прокатного стана.
Прокатка листового металла производится из катаных или непрерывно-литых слябов и только листов толщиной св. 50-100 мм - непосредственно из слитков или кованых слябов. В технологич. процесс входят след. основные операции: подача слябов со склада к нагреват. печам; нагрев; подача по рольгангу к рабочей клети стана и прокатка в неск. проходов (пропусков между валками), причём в первые проходы для получения листов требуемой ширины сляб иногда подаётся в валки поперёк или под углом; правка на роликовых правильных машинах; охлаждение на холодильниках; контроль и разметка; обрезка продольных кромок; обрезка концов, разрезка на листы определённой длины; иногда термич. обработка и покраска; отправка на склад готовой продукции.
Листы толщиной от 4 до 50 мм и плиты толщиной до 350 мм прокатываются на толстолистовых или броневых станах, состоящих из одной или двух рабочих клетей, а листы толщиной от 1,2 до 20 мм - на значительно более производительных непрерывных станах, на к-рых листы получаются в виде длинных (более 500 м) полос; при выходе из последней клети стана полосы сматываются в рулон. Листы толщиной менее 1,5 - 3 мм выгоднее прокатывать в холодном состоянии, поэтому дальнейшее уменьшение толщины листа осуществляется обычно на станах холодной прокатки. Для этого рулоны после их получения на непрерывных станах горячей прокатки транспортируются в цех холодной прокатки, где с поверхности металла удаляется окалина (в линии непрерывного травления), затем обрезаются концы и производится стыковка (электрич. контактная сварка) для полной непрерывности дальнейшего процесса. Травленые рулоны разматываются и в неск. проходов обжимаются до требуемой толщины (общее обжатие для низкоуглеродистой стали доходит до 75-90% ). Прокатка осуществляется на непрерывных станах, состоящих из 4 или 6 четырёхвалковых клетей, или на одноклетевых реверсивных станах. После холодной прокатки полосу отжигают для устранения наклёпа, затем подвергают дрессировке, правке, резке на листы и упаковке (рис. 1).
Рис. 1. Технологическая схема цеха холодной прокатки для производства листов; 1 -конвейер горячекатаных рулонов; 2 - агрегат нормализации; 3 - непрерывно-травильный агрегат; 4 - агрегат комбинированной резки; 5 - непрерывный стан холодной прокатки; 6 - термическое отделение; 7 - агрегат нанесения защитного покрытия; 8 -дрессировочный стан; 9 - непрерывно-цинковальный агрегат; 10 - отделение упаковки готовой продукции.
Прокатка сортового металла включает след. осн. операции: нагрев до 1100-1250 оС; подачу нагретой заготовки к рабочим клетям и прокатку в неск. проходов в калибрах, постепенно приближающих сечение исходной заготовки к сечению готового профиля; резку проката на пилах или ножницах на части требуемой длины или сматывание в бунты; охлаждение на холодильниках; правку на роликовых правильных машинах; контроль и отправку на склад готовой продукции.
Число проходов выбирается в зависимости от размеров и формы сечения исходной заготовки и готового профиля и составляет: для рельсов обычно 9, балок 9-13, угловых и других сортовых профилей, напр. зетообразного (рис. 2), 5 - 12, проволоки 15-21. Выполнение указанных технологич. операций производится на специализир. сортовых прокатных станах, представляющих собой поточную автоматич. систему различных машин. Прокатка (горячая) труб состоит из 3 основных и неск. вспомогат. операций. Первая операция (прошивка)- образование отверстия в заготовке или слитке; в результате получается толстостенная труба, наз. гильзой. Вторая операция (раскатка) - удлинение прошитой заготовки и уменьшение толщины её стенки примерно до требуемых в готовой трубе размеров. Обе операции осуществляются с одного нагрева, но на различных прокатных станах, установленных рядом и входящих в общую систему машин трубопрокатного агрегата. Первая операция выполняется на прошивных станах винтовой прокатки между бочкообразными или дисковыми валками на короткой оправке, вторая - на различных прокатных станах: непрерывных, пилигримовых, автоматических и трёхвалковых станах винтовой прокатки. Третья операция - калибровка (или редуцирование) труб после раскатки. Калибровка осуществляется на калибровочных станах, затем трубы охлаждаются, правятся, контролируются и разрезаются на куски определённой длины. Трубы диаметром менее 65-70 мм подвергаются дополнит. горячей прокатке на редукционных станах. С целью уменьшения толщины стенки и диаметра, получения более высоких механич. свойств, гладкой поверхности и точных размеров трубы после горячей прокатки подвергаются холодной прокатке на спец. станах, а также волочению.
Рис. 2. Схема изменения сечения (калибровка) при прокатке зетового профиля.
Прокатка заготовок деталей машин (штучных изделий) находит широкое применение гл. обр. в произ-ве различных тел вращения и профилей переменного сечения: вагонных колёс, осей, бандажей, колец для подшипников качения, шаров, зубчатых колёс, винтов, свёрл и т. д. При этом иногда прокатка используется для выполнения лишь одной операции в комбинации с ковкой или штамповкой.
Прокатка цветных металлов. Наибольшее применение получила прокатка листов, ленты, фольги и проволоки из алюминия, меди, магния, цинка и их сплавов.
В технологич. процесс прокатки листов из алюминиевых сплавов входят след. осн. операции: предварит. прокатка плоских непрерывно-литых слитков массой 0,5-5 т с обжатием ок. 10% для выравнивания их поверхности; правка на роликовых правильных машинах; фрезерование для получения чистой и гладкой поверхности; накладывание с обеих сторон слитка алюминиевых листов; нагрев; горячая прокатка с плакированием до толщины 4-12 мм с последующим свёртыванием в рулоны; отжиг и холодная прокатка. После холодной прокатки рулоны разматываются и режутся на листы, к-рые затем закаливают, травят, прокатывают вторично в холодном состоянии для прогладки или получения наклёпа, травят, разрезают и упаковывают.
В нач. 60-х гг. 20 в. был разработан новый процесс прокатки листов из алюминия и его сплавов. Особенность этого процесса состоит в совмещении непрерывного литья с прокаткой. Исходным материалом служит жидкий алюминий, к-рый поступает через распределит. проводку в межвалковое пространство, образованное между двумя горизонтальными валками (рис. 3). Алюминий, соприкасаясь с валками, кристаллизуется, а образующаяся полоса непрерывно выходит из валков стана. Валки могут быть расположены как в вертикальной плоскости, так и в горизонтальной. В первом случае алюминий подводится сбоку, а во втором - снизу. Этим методом успешно изготовляются полосы толщиной 8-12 мм, шир. 1000-1600 мм, к-рые затем сматывают в рулоны. Применение такой технологии вместо прокатки полосы из крупных слитков даёт большой экономич. эффект.
Рис. 3. Схемы способов бесслитковой прокатки полос: а - подача металла сбоку; б - подача металла снизу: 1 - распределительная ванна; 2 - межвалковое пространство (кристаллизатор); 3 - валки; 4 - полоса.
Исходной заготовкой при прокатке листов и ленты из меди и латуни служат плоские слитки массой ок. 0,5-1 т, толщиной 100-150 мм, к-рые прокатываются в горячем состоянии до толщины 10-15 мм. Прокатанные листы фрезеруют для удаления поверхностных дефектов и затем подвергают холодной прокатке с промежуточными отжигами при 450-800 °С.
Для произ-ва катанки из алюминиевых и медных сплавов наиболее эффективен способ непрерывного литья, совмещённый с прокаткой на непрерывном стане.
Технич. прогресс в области П. п. характеризуется в первую очередь повышением качества прокатываемых изделий, к-рое обеспечивало бы наиболее эффективное использование металла потребителем. С этой целью прокатываемому изделию придаётся возможно более рациональная форма, способствующая снижению его массы, расширяется производство экономичных профилей проката, повышается точность его размеров, улучшаются прочностные и др. свойства металла, на его поверхность наносятся эффективные защитные покрытия. Одновременно снижается стоимость производств. затрат путём внедрения непрерывных процессов (от жидкого металла до готового проката), повышения скорости прокатки и автоматизации всех технологич. процессов.
Лит.: Прокатное производство. Справочник, под ред. Е. С. Рокотяна, т. 1 - 2, М., 1962; Прокатное производство, 2 изд., М., 1968; Нiggins R. A., Engineering metallurgy, 2 ed., pt 2, L., 1970; Holub J., Pzicne klinove valcovani, Praha, 1972.
А. И. Целиков.
ПРОКАТНЫЙ ПРОФИЛЬ, металлич. изделие (различной формы поперечного сечения), полученное прокаткой. Различают П. п. с постоянным поперечным сечением по длине, переменные профили и специальные. К 1-му виду относятся П. п. сортовой стали (рис.), имеющие простую геометрич. форму (напр., круг, прямоугольник, квадрат, овал, шестиугольник, сегмент), и т. н. фасонные профили, представляющие собой сочетания простых профилей (напр., угловые П. п., двутавровые балки, полосы для ободьев колёс автомобиля, колосниковых решёток, тракторных шпор и т. п.), листы, трубы (в т. ч. и профильные: квадратные, прямоугольные, ромбические, овальные и специальные), гнутые профили. Ко 2-му виду относятся, напр., т. н. периодические профили, к 3-му - бандажи, колёса, шестерни, шары, ребристые трубы и др. изделия. См. также Сортамент проката.
Некоторые профили сортового проката: 1 - квадратный; 2 - круглый; 3 - прямоугольный (полосовой); 4 - угловой; 5 - двутавровый; 6 - швеллерный; 7 - железнодорожный рельс; 8 - трамвайный рельс; 9 - тавровый; 10 - шпунтовый; 11 - полоса для башмаков гусениц тракторов; 12 - полоса для ободьев колёс грузовых автомобилей; 13 - полоса для турбинных лопаток.
ПРОКАТНЫЙ СТАН, машина для обработки давлением металла и др. материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки; в более широком значении - автоматич. система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогат. операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагреват. печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упакорку, передачу на склад готовой продукции и др.
Историческая справка. Время и место появления первого П. с. неизвестны. Бесспорно, что раньше прокатки железа применяли прокатку цветных металлов - свинца, олова, меди, монетных сплавов и др. Наиболее ранний документ (рисунок с описанием), характеризующий устройство для прокатки олова, оставлен Леонардо да Винчи (1495). Примерно до кон. 17 в. привод П. с. был ручным, в 18 в.- водяным. Пром. прокатка железа началась примерно с 18 в. В России она особенно широко развивалась на Урале. П. с. применялись для произ-ва кровельного железа, плющения кричной заготовки в полосу или лист, разделения откованной полосы по длине на более мелкие профили квадратного или прямоугольного сечения (т. н. "резные" станы ).
В кон. 18 в. для привода П. с. начали применять паровые машины; прокатка становится одним из трёх осн. звеньев производств. цикла металлургич. з-дов, постепенно вытесняя менее производит. способ ковки. К этому периоду относится пром. применение П. с. с калиброванными валками, сконструированного в 1783 Г. Кортом (Великобритания); П. с. постепенно дифференцируются на обжимные, листовые и сортоВыс. В 30 - 40-х гг. 19 в. в связи с бурным развитием жел. дорог в разных странах начинают прокатывать рельсы. В 1856-57 в Сааре (Германия) был установлен первый П. с., предназначенный для прокатки крупных балок. Развитие конструкций и специализация этих станов привели к появлению в США в кон. 19 в. блюмингов и слябингов. В 1867 Г. Бедсон (Великобритания) построил непрерывный проволочный стан. В 1885 братья М. и Р. Маннесман (Германия) изобрели способ винтовой прокатки бесшовных труб в П. с. с косо расположенными валками. В 1886 В. Эденборн и Ч. Морган (США) применили быстроходную проволочную моталку с осевой подачей. Первые летучие ножницы (конструкции В. Эдвардса) установлены в 1892 в США. В 1897 для привода П. с. с успехом применён электродвигатель (Германия). В 1906 в г. Тршинец (ныне Чехословакия) пущен П. с. с реверсивным электродвигателем. Принцип непрерывной горячей прокатки листов нашёл практич. применение в 1892 в г. Теплице (ныне Чехословакия), где был установлен полунепрерывный стан. Первый непрерывный широкополосовой (листовой) стан построен в 1923 в США. Начало холодной прокатки листов относится к 80-м гг. 19 в.; холодная прокатка труб освоена в 1930 в США.
В СССР первым достижением станостроения явилось сооружение Ижорским з-дом двух блюмингов, к-рые в 1933 введены в эксплуатацию на Макеевском и Днепродзержинском металлургич. з-дах. В 1940-60-х гг. Всесоюзным н.-и. и проектно-конструкторским ин-том металлургич. машиностроения (ВНИИМЕТМАШ) создан ряд П. с. для новых технологич. процессов, обеспечивающих произ-во прокаткой мн. изделий, к-рые ранее изготовлялись другими, менее эффективными способами (тонкостенные безрисочные трубы, листы переменной толщины по длине, профили круглого периодич. сечения, шары, втулки, винты с крупным шагом, ребристые трубы и др.). В 1959-62 ВНИИМЕТМАШем и Электростальским з-дом тяжёлого машиностроения созданы принципиально новые трубные станы с бесконечным редуцированием труб (как при печной сварке, так и при радиочастотной), а также станы для непрерывной прокатки бесшовных труб (стан 30-102) производительностью на порядок выше по сравнению с действующими (ок. 550 тыс. га/год). В эти же годы пущены разработанные ВНИИМЕТМАШем, Н.-и. ин-том автомоб. пром-сти и Горьковским автомоб. з-дом первые станы для прокатки цилиндрич. и конич. колес.
Рис. 1. Главная линия четырёхвалково-го стана для прокатки листов: 1 - рабочая клеть; 2 - электродвигатель; 3 - шестерённая клеть; 4 - шпиндель; 5- муфта.
В 60-е гг. в СССР, США, ФРГ и Италии начато создание литейно-прокатных агрегатов, в к-рых совмещены процессы непрерывного литья и прокатки в едином неразрывном потоке. Такие агрегаты уже получили широкое применение для произ-ва катанки из алюминиевых и медных сплавов, листов из алюминиевых сплавов и заготовок из стали.
Классификация и устройство прокатных станов. Главный признак, определяющий устройство П. с.,- его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса. По сортаменту продукции П. с. разделяют на заготовочные, в т. ч. станы для прокатки слябов и блюмов, листовые и полосовые, сортовые, в т. ч. балочные и проволочные, трубопрокатные и деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т. д.). По технологич. процессу П. с. делят на след. группы: литейно-прокатные (агрегаты), обжимные (для обжатия слитков), в т. ч. слябинги и блюминги, реверсивные одноклетевые, тандемы, многоклетевые, непрерывные, холодной прокатки. Размер П. с., предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла - диаметром валков, а трубопрокатного стана - наружным диаметром прокатываемых труб.
Оборудование П. с., служащее для деформации металла между вращающимися валками, наз. основным, а для выполнения прочих операций - вспомогательным. Основное оборудование состоит из одной или неск. главных линий, в каждой из к-рых располагается 3 вида устройств (рис. 1): рабочие клети (одна или несколько) - к ним относятся прокатные валки с подшипниками, станины, установочные механизмы, плитовины, проводки; электродвигатели для вращения валков; передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам, состоящие б. ч. из шестерённой клети, шпинделей и муфт. Между шестерённой клетью и электродвигателем часто устанавливают ещё редуктор. Если каждый валок имеет свой электродвигатель, передаточные устройства состоят лишь из шпинделей. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками: двухвалковые (дуо), трёхвалковые (трио), четырёхвалковые (кварто) и многовалковые (рис. 2). Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, наз. эджерами. Станы, у к-рых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, наз. универсальными. Они служат для прокатки широких полос и двутавровых балок с широкими полками. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо - под углом подачи. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т. д. Число и расположение рабочих клетей П. с. определяются его назначением, требуемым числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку П. с. подразделяются на 8 типов (рис. 3). К одноклетевым станам относится большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб. В случае, когда в одной рабочей клети не удаётся расположить необходимое число калибров (см. Калибровка прокатных валков) или когда требуется высокая производительность, применяют станы с неск. рабочими клетями. Наиболее совершенный многоклетевой стан - непрерывный, в к-ром металл одновременно прокатывается в неск. клетях (рис. 4). Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового металла, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей.
Рис. 2. Схема расположения валков в рабочей клети прокатного стана: а - двухвалкового; б - трёхвалкового; в - четырёхвалкового; г - шестнвалкового; д - двенадцативалкового; е - двадцативалкового; ж - универсального.
Рис. 3. Схемы расположения рабочих клетей прокатного стана: 1 - одноклетевого; 2 - линейного; 3 - сдвоенного; 4 - ступенчатого; 5 - непрерывного (а - с групповым приводом, б - с индивидуальным); 6 - полунепрерывного; 7 - последовательного ("кросс-коунтри"); |
