способ производства квадратной заготовки

Формула изобретения

1. Способ производства квадратной заготовки, включающий многопроходное обжатие стального литого фабриката в валках с открытыми ящичными калибрами и гладкой бочкой вначале в блюм прямоугольного сечения, а затем в валках с открытыми ящичными калибрами - в квадратную заготовку, отличающийся тем, что в качестве стального литого фабриката используют непрерывно-литой сляб с отношением ширины к толщине, не превышающим 5,3, который обжимают в блюм с отношением ширины к толщине 2,4÷2,6 в валках, средний катающий диаметр калибров которых не менее ширины сляба.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжатие литого сляба в блюм производят с сохранением его толщины.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в первых трех проходах блюм обжимают с частными вытяжками, не превышающими 1,15.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения из стальных непрерывно-литых слябов квадратных заготовок, используемых при прокатке сортовых профилей.

Известны способы производства квадратной заготовки из сляба, включающие формирование при прокатке сляба одновременно нескольких заготовок, соединенных перемычками по ширине, и последующее разделение заготовок в валках растяжением перемычек до разрыва [1, 2].

Недостаток известных способов заключается в том, что процесс разделения сопровождается образованием дефектов типа "лампас" и "закат" по месту разрыва перемычек. Кроме того, заготовки, полученные путем продольного разделения непрерывно-литого сляба, сохраняют литую структуру. Это снижает качество заготовок и готовых сортовых профилей.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства квадратной заготовки, включающий многопроходное обжатие стального литого фабриката-слитка вначале на блюминге-слябинге в валках с гладкой бочкой и открытыми ящичными калибрами в блюм прямоугольного сечения и последующую прокатку блюмов на непрерывно-заготовочном стане в валках с открытыми ящичными калибрами в заготовку квадратного сечения, используемую для производства сортовых профилей [3] - прототип.

Недостатки известного способа состоят в том, что он не применим для производства квадратной заготовки из непрерывно-литого сляба, так как не учитывает особенностей деформирования в валках "высоких" полос. Это сужает технологические возможности известного способа, т.к. не позволяет получить при его использовании квадратные заготовки из непрерывно-литого сляба, а также качественные сортовые профили.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в расширении технологических возможностей оборудования и повышении качества сортовых профилей.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства квадратной заготовки, включающем многопроходное обжатие стального литого фабриката в валках с открытыми ящичным калибрами и гладкой бочкой вначале в блюм прямоугольного сечения, а затем в валках с открытыми ящичными калибрами - в квадратную заготовку, согласно предложению в качестве стального литого фабриката используют непрерывно-литой сляб с отношением ширины к толщине, не превышающем 5,3, который обжимают в блюм с отношением ширины к толщине 2,4÷2,6 в валках, средний катающий диаметр калибров которых не менее ширины сляба. Кроме того, обжатие литого сляба в блюм производят с сохранением его толщины, и в первых трех проходах блюм обжимают с частными вытяжками, не превышающими 1,15.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для формирования из непрерывно-литого сляба заготовки квадратного сечения сляб необходимо прокатывать в открытых ящичных калибрах с преимущественным обжатием по его ширине без потери устойчивости и двойного бочкообразования. Открытые ящичные калибры удерживают сляб от заваливания и препятствуют образованию наплывов на его боковых сторонах. При этом устойчивая прокатка сляба в блюм прямоугольного сечения достигается за минимальное количество проходов в том случае, когда соотношение ширины к толщине блюма равно 2,4÷2,6 и при условии, что исходное отношение ширины к толщине сляба не превышает 5,3, а средний катающий диаметр калибров не менее ширины сляба.

В процессе прокатки сляба в блюм имеет место искажение формы его широких граней в виде выпуклостей, для устранения которых сляб периодически обжимают до первоначальной толщины.

Блюм прямоугольного сечения с отношением ширины к толщине 2,4÷2,6 прокатывают в квадратную заготовку также с преимущественным обжатием по ширине. Для устойчивости положения раската в калибрах и исключения искажений его формы (изгибов, лампасообразования и др.) в первых трех проходах блюм необходимо обжимать в открытых ящичных калибрах с вытяжками не более 1,15. В процессе прокатки отношение ширины к толщине уменьшается, устойчивость блюма при прокатке возрастает, поэтому в четвертом и последующих проходах вытяжка может быть увеличена.

Экспериментально установлено, что при отношении ширины непрерывно-литого сляба к толщине, превышающем 5,3, в процессе обжатия по ширине в открытых ящичных калибрах сляб теряет устойчивость, что затрудняет его прокатку. Если средний катающий диаметр калибров будет менее ширины сляба, то это ухудшает условия захвата металла валками, приводит к искажению формы раската, т.к. деформации подвергаются только локальные участки на боковых его сторонах.

При отношении ширины блюма к толщине более 2,6 для устойчивой его прокатки необходимо уменьшение вытяжки и нерациональное увеличение числа проходов. Уменьшение этого отношения менее 2,4 нецелесообразно, т.к. приводит к увеличению числа проходов при прокатке непрерывно-литого сляба в блюм, снижению производительности прокатного стана.

Если обжатие литого сляба в блюм производить с уменьшением толщины, то это приведет к потере устойчивости раската в валках и потребует увеличения числа пропусков. В то же время, увеличение толщины раската при прокатке высоких полос неравномерно по ширине, и для снятия искажения формы необходимо его обжатие по толщине до восстановления ее исходного размера.

Также экспериментально установлено, что если блюм с отношением ширины к толщине 2,4÷2,6 обжимать в первых трех проходах с вытяжками, превышающими 1,15, то блюм потеряет устойчивость. Это затруднит его прокатку и приведет к аварийной ситуации.

Пример реализации способа

На машине непрерывного литья производят отливку слябов сечением 1000×200 мм из конструкционной стали марки 10. Отношение ширины сляба к его толщине составляет: K₁ =1000:200=5,0<5,3.

Часть слябов, предназначенных для переката в сортовую заготовку, передают на блюминг-слябинг 1300, на валках которого выполнен участок с гладкой бочкой и открытые ящичные калибры. После нагрева до температуры 1250°С очередной непрерывно-литой сляб обжимают в блюм с чередованием обжатий в открытых ящичных калибрах (ЯК) по ширине и на гладкой бочке (ГБ) по толщине по следующей схеме:

В процессе прокатки на блюминге при каждом проходе на гладкой бочке производят восстановление исходной толщины непрерывно-литого сляба, равной H=200 мм. Прокатка слябов в блюмы по вышеприведенной схеме протекает без потери устойчивости раскатов в валках и нарушений формы. Полученный после прокатки на блюминге-слябинге блюм прямоугольного сечения 500×200 мм имеет отношение ширины к толщине, равное: K₂=500:200=2,5.

Затем блюмы сечением 500×200 мм нагревают до температуры 1250°С и производят их прокатку на непрерывно-заготовочном стане 850/730/530 в заготовку квадратного сечения 150×150 мм. Блюмы обжимают за 9 проходов в открытых ящичных калибрах с последовательным уменьшением по проходам отношения ширины к толщине. В каждом из трех первых проходов обжатие блюма производят с вытяжкой _1-3=1,10<1,5.

Прокатанные из непрерывно-литых слябов квадратные бездефектные заготовки 150×150 мм в дальнейшем используют для производства сортовых профилей - круг, уголок, швеллер и др. - на сортовом стане 350 по обычной технологической схеме.

Благодаря применению предложенного способа обеспечивается возможность использования непрерывно-литых слябов в качестве стальных литых фабрикатов, чем достигается расширение технологических возможностей оборудования. Кроме того, предварительная прокатка непрерывно-литого сляба в заготовку обеспечивает более полную проработку литой структуры металла, что обеспечивает повышение качества сортовых профилей.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Таблица
Режимы прокатки квадратной заготовки и их эффективность
№ п/п	K 1	К2	Сохранение толщины сляба	1-3	Искажение формы блюма и заготовки	Выход годного сортового проката, %
1.	4,2	2,3	нет	1,08	присутств.	65,7
2.	4,5	2,4	есть	1,09	отсутств.	99,7
3.	5,0	2,5	есть	1,10	отсутств.	99,9
4.	5,3	2,6	есть	1,15	отсутств.	99,8
5.	5,4	2,7	есть	1,16	присутств.	73,1
6.	1,04	1,05	нет	не	присутств.	78,9
				регл

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается расширение технологических возможностей оборудования: становится возможной прокатка квадратных заготовок из непрерывно-литых слябов. Кроме того, имеет место повышение качества сортовых профилей, о чем свидетельствует наиболее высокий выход годного. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) ухудшается качество заготовок и сортового проката.

Способ-прототип (вариант №6) пригоден к прокатке только таких стальных литых фабрикатов, форма поперечного сечения которых близка к квадратной, и не позволяет прокатывать в квадратную заготовку непрерывно-литой сляб с отношением ширины к толщине до 5,3. Кроме того, за счет уменьшения суммарных сдвиговых деформаций при проработке литой структуры ухудшается качество и выход годного сортового проката.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что он позволяет дополнительно использовать в качестве стального литого фабриката непрерывно-литой сляб с отношением ширины к толщине до 5,3. Увеличение сдвиговых деформаций в процессе прокатки непрерывно-литого сляба в квадратную заготовку улучшает микроструктуру стали и качество готовых сортовых профилей.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Применение предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства квадратных заготовок и готовых сортовых профилей на 10÷12%

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения

1. Авт. свид. СССР №1061860, МПК В21В 1/02, 1983 г.

2. Авт. свид. СССР №1359021, МПК В21В 1/02, 1987 г.

3. А.П.Грудев и др. Технология прокатного производства. М., Металлургия, 1994 г., с.120-123, 145-146 - прототип.