способ производства заготовок из спокойных углеродистых, низколегированных и легированных марок сталей

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ИЗ СПОКОЙНЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ, НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ МАРОК СТАЛЕЙ, включающий выплавку и разливку стали в изложницы, нагрев слитков перед прокаткой с 400 - 965 до 1240 - 1310^oС в течение 4,5 - 11,67 ч, последующую прокатку на промежуточное сечение с обжатием в первых проходах 14 - 23% при последующих единичных обжатиях 13 - 23% от суммарного обжатия и окончательную прокатку на требуемый размер за 8 - 14 проходов с единичными обжатиями 3 - 14% от суммарного обжатия по стороне слитка, отличающийся тем, что прокатку слитков на промежуточное сечение производят с суммарным обжатием по стороне слитка 69 - 71%, а окончательную прокатку во втором проходе осуществляют в условиях свободного уширения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению заготовок из спокойных углеродистых, низколегированных и легированных сталей.

Известен способ получения заготовки из конструкционных марок сталей, включающий нагрев слитка до температуры деформации с температуры 90050^оС в течение 5,5-6 ч с последующей прокаткой на промежуточное сечение до суммарного обжатия 62-66% по каждой стороне слитка с обжатием в первых проходах 25-27% с последующими единичными обжатиями 19-20% от суммарного обжатия по стороне, кантовка раската на 90^о и окончательную прокатку на требуемый размер с единичными обжатиями 8-9% от суммарного обжатия по стороне [1].

Однако этот способ получения заготовки характеризуется высоким расходом металла на прокат, низкой стабильностью прокатки и пригоден только для производства заготовок из низко- и среднеуглеродистых сталей.

Известен способ производства заготовок из спокойных углеродистых, низколегированных и легированных сталей, выбранный в качестве прототипа, включающий выплавку стали, разливку ее в изложницы, нагрев слитков перед прокаткой с температуры 400-965^оС до температуры 1240-1310^оС в течение 4,5-11,67 ч, последующую прокатку на промежуточное сечение с суммарным обжатием по стороне слитка 67-68%, с обжатием в первых проходах 14-23% при последующих единичных обжатиях 13-23% от суммарного обжатия, изменение положения раската в линии прокатки путем кантовки на 90^о против часовой стрелки по ходу прокатки и окончательную прокатку на требуемый размер за 8-14 проходов с единичными обжатиями 3-14% от суммарного обжатия по стороне в условиях стесненного уширения металла во втором прохода [2].

Производство заготовок по известному способу имеет ряд недостатков: повышенный расход металла вследствие значительного брака заготовок по поверхностным дефектам и дополнительной обрези с головной части слитка; недостаточно высокая производительность вследствие низкой стабильности прокатки из-за необходимости кантовки раската на 90^о перед окончательной прокаткой на требуемый размер и частых перевалок и переходов валков во втором проходе из-за повышенной выработки вследствие прокатки со стесненным уширением.

Задачей изобретения является уменьшение удельного расхода металла на прокат за счет снижения образования поверхностных дефектов и дополнительной обрези с головной части слитка, а также повышение производительности за счет стабилизации процесса прокатки.

Это достигается тем, что в способе производства заготовок из спокойных углеродистых, низколегированных и легированных марок сталей, включающем выплавку и разливку стали в изложницы, нагрев слитков перед прокаткой с температуры 400-965^оС до температуры 1240-1310^оС в течение 4,5-11,67 ч, последующую прокатку на промежуточное сечение с обжатием в первых проходах 14-23% при последующих единичных обжатиях 13-23% от суммарного обжатия и окончательную прокатку на требуемый размер за 8-14 проходов с единичными обжатиями 3-14% от суммарного обжатия по стороне слитка, согласно изобретению прокатку слитков на промежуточное сечение производят с суммарным обжатием 69-71%, а окончательную прокатку во втором проходе осуществляют в условиях свободного уширения.

Прокатка слитков на промежуточное сечение с суммарным обжатием 69-71% обеспечивает качественную проработку литой структуры и получение оптимальной конфигурации раската.

Выбор значений суммарного обжатия слитков менее 69% приводит к ухудшению условий свариваемости остаточных дефектов усадки, и как следствие, к повышенной головной обрези. Кроме того, не обеспечивается получение оптимальной конфигурации поперечного сечения раската, в результате чего возникает необходимость кантовки полосы на 90^о перед окончательной прокаткой на требуемый размер. Это в свою очередь снижает стабильность прокатки и понижает производительность.

Суммарное обжатие слитков, превышающее 71%, приводит к перерасходу электроэнергии, затрачиваемой на прокатку, при неизменных условиях свариваемости дефектов усадки и стабильности прокатки.

Окончательная прокатка раската во втором проходе в условиях свободного уширения исключает получение поверхностного дефекта типа уса, который при дальнейшей прокатке трансформируется в закат, а также повышается стойкость валков, что обеспечивает повышение производительности.

Реализация предлагаемого способа производства спокойных углеродистых, низколегированных и легированных марок сталей осуществлялась следующим образом.

П р и м е р 1. В кислородно-конвертерном цехе N 1 Западно-Сибирского металлургического комбината выплавлена и разлита в изложницы плавка стали, например, марки 20. В обжимном цехе слитки нагревали с температуры 850^оС до температуры 1300^оС в течение 6 ч и прокатывали на промежуточное сечение с суммарным обжатием по стороне слитка 70%, с обжатием в первых проходах 19% при последующих единичных обжатиях 18% от суммарного обжатия, после чего производили окончательную прокатку на требуемый размер 100х100 мм за 14 проходов с единичными обжатиями 9% от суммарного обжатия по стороне в условиях свободного уширения металла во втором проходе.

Головная обрезь на слитках составила 14,0%, брак заготовок по поверхностным дефектам 15,3%, удельный расход металла на прокат 1246,2 кг/т при часовой производительности 715 т/ч.

П р и м е р 2. Заготовки сечением 100х100 мм из стали марки 20 были произведены аналогично примеру 1, однако прокатка на промежуточное сечение осуществлялась с суммарным обжатием 69%.

Головная обрезь на слитках составила 14,5%, брак заготовок по поверхностным дефектам равен 15,8% , удельный расход металла на прокат составил 1247,6 кг/т при часовой производительности 715 т/ч.

П р и м е р 3. Заготовки сечением 100х100 мм из стали марки 20 были получены аналогично примеру 1, однако прокатка слитков на промежуточное сечение производилась с суммарным обжатием по стороне слитка 71%.

Головная обрезь на слитках составила 14,1%. Брак заготовок по поверхностным дефектам равен 15,3% . Удельный расход металла на прокат составил 1246,5 кг/ч при часовой производительности 715 т/ч.

П р и м е р 4. Заготовки сечением 100х100 мм из стали 20 были получены аналогично примеру 1, однако прокатка слитков на промежуточное сечение осуществлялась с суммарным обжатием по стороне слитка 68%.

Головная обрезь на слитках составила 14,9%, брак заготовок по поверхностным дефектам составил 15,6% , удельный расход металла на прокат равен 1248,6 кг/т при часовой производительности 706 т/ч.

П р и м е р 5. Заготовки сечением 100х100 мм из стали марки 20 были получены аналогично примеру 1, однако прокатка слитков на промежуточное сечение осуществлялась с суммарным обжатием по стороне слитка 74%.

Величина головной обрези на слитках составила 14,1%, брак по поверхностным дефектам равен 15,5% , удельный расход металла на прокат составил 1246,5 кг/т при часовой производительности 715 т/ч.

Прототип.

Заготовки сечением 100х100 мм из стали марки 20 были произведены по способу, представленному в примере 1, только суммарное обжатие слитков при прокатке на промежуточное сечение составило 67%, а окончательная прокатка во втором проходе производилась в условиях стесненного уширения металла.

Величина головной обрези на слитках составила 15,1%, брак заготовок по поверхностным дефектам равен 18,9% , удельный расход металла на прокат составил 1249,3 кг/т при часовой производительности 690 т/ч.

Примеры конкретного выполнения производства заготовок из спокойной углеродистой стали марки 20 приведены в таблице. Из таблицы видно, что величина головной обрези металла на слитках снизилась по сравнению с прототипом с 15,1 до 14,0%, брак заготовок по поверхностным дефектам уменьшился с 18,9 до 15,3% , а удельный расход металла на прокат - с 1249,3 до 1246,2 кг/т часовая производительность повысилась с 690 до 715 т.

Предлагаемый способ производства заготовок обеспечивает величину головной обрези слитков 14,0-14,5%, брак заготовок по поверхностным дефектам 15,3-15,8%, удельный расход металла - 1246,2-1247,6 кг/т, часовую производительность 715 т и может быть реализован на предприятиях черной металлургии.