способ производства блюмов

Формула изобретения

Способ производства блюмов, включающий горячую посадку уширенных книзу слитков в вертикальном положении в нагревательный колодец, нагрев и многопроходную прокатку, отличающийся тем, что посадку слитков производят при температуре их поверхности 600-950^oС уширенными концами вверх, нагрев ведут до 1200-1350^oС, а многопроходную прокатку осуществляют с суммарной вытяжкой 2,7-6,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для прокатки стальных слитков в блюмы.

Известен способ прокатки блюмов, включающий нагрев слитков и их обжатие на гладкой бочке и в калибрах, по которому нагретые слитки обжимают на гладкой бочке в раскат прямоугольного сечения с отношением длины сторон 1,7-2,0. Далее проводят многопроходное обжатие в ящичных калибрах и завершают прокатку на гладкой бочке в блюмы конечного размера [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что концевые участки блюмов большой длины поражены усадочными дефектами, образующимися в процессе кристаллизации слитков. Удаление концевых участков блюмов с дефектами снижает выход годного.

Известен также способ прокатки на блюминге, включающий обжатие слитков прямоугольного сечения валками за несколько проходов по каждой стороне и кантовку. Количество проходов по каждой стороне до достижения заданного значения соотношения параметров очага деформации устанавливают одинаковым, а абсолютное обжатие по большей стороне устанавливают выше, чем по меньшей на величину, равную разности большей и меньшей сторон, деленной на количество проходов [2].

В данном способе прокатки концевые участки блюмов также поражены усадочными дефектами на большую длину. Это снижает выход годного.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства блюмов, включающий горячую посадку стальных уширенных книзу слитков в вертикальном положении в нагревательный колодец уширенным концом вниз, нагрев и многопроходную прокатку до конечных размеров в валках с ящичными калибрами [3] - прототип.

Недостаток известного способа состоит в следующем. Головная часть слитков, уширенных книзу, поражена дефектами в виде пористости, пузырей и несплошностей. При нагреве слитков горячего посада головной частью вверх их жидкая сердцевина продолжает садиться, что сопровождается образованием дополнительных усадочных дефектов, которые из-за окисленности поверхности не устраняются в процессе последующей прокатки. В результате концевые участки блюмов длиной 14-16%, пораженные усадочными дефектами, необходимо обрезать, что снижает выход годного.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении выхода годного.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства блюмов, включающем горячую посадку уширенных книзу слитков в вертикальном положении в нагревательный колодец, нагрев и многопроходную прокатку, согласно предложению посадку слитков производят при температуре их поверхности 600-950^oС уширенным концом вверх, нагрев ведут до температуры 1200-1350^oС, а многопроходную прокатку осуществляют с суммарной вытяжкой 2,7-6,5.

Сущность изобретения состоит в следующем. При горячей посадке слитка, уширенного книзу, с температурой поверхности 600-950^oС его сердцевина находится в жидком состоянии. Если расположить такой слиток в нагревательном колодце уширенным концом вверх, жидкая сердцевина под действием сил гравитации будет стремиться опуститься вниз к головному концу слитка, пораженному усадочными дефектами, расплавляя образовавшиеся мостики закристаллизованного металла и заполняя пустоты и несплошности. У противоположного (верхнего) конца слитка в процессе кристаллизации появятся внутренние несплошности из-за недостатка металла, ушедшего к нижнему концу. Однако поверхности этих внутренних несплошностей находятся в замкнутом объеме слитка, не взаимодействуют с воздухом и являются неокисленными. Последующая прокатка слитка, нагретого по всему сечению до температуры 1200-1350^oС, с вытяжкой 2,7-6,5, приводит к полному устранению (завариванию) внутренних несплошностей, а длина концевого участка блюма, пораженного усадочными дефектами, сокращается в 2-3 раза. За счет этого увеличивается выход годного.

Экспериментально установлено, что если температура поверхности слитков перед горячей посадкой ниже 600^oС, то из-за затвердевания сердцевины не происходит заполнения металлом несплошностей в головной части слитка, в результате увеличивается обрезь и уменьшается выход годного. При повышении температуры поверхности более 950^oС не исключается опасность вытекания жидкой сердцевины из слитка, расположенного уширенным концом вверх, что недопустимо.

При температуре нагрева слитков ниже 1200^oС не завершаются процессы заполнения жидким металлом усадочных пустот в головной части, что приводит к снижению выхода годного. Повышение температуры нагрева более 1350^oС приводит к ухудшению качества блюмов из-за пережога (окисления границ кристаллитов) и интенсивному окалинообразованию, снижающему выход годного.

Если суммарная вытяжка при многопроходной прокатке будет менее 2,7, то, во-первых, не обеспечивается гарантированное заваривание усадочных пустот в блюме и, во-вторых, пораженная усадочными дефектами середина головной части слитка не будет выдавлена на периферию (к торцу блюма). Это потребует увеличения обрези. Увеличение вытяжки более 6,5 не ведет к дальнейшему увеличению выхода годного, а лишь увеличивает требуемое число проходов и уменьшает производительность блюминга.

Пример реализации способа.

Выплавленную сталь марки Ст3 пс. разливают в уширенные книзу изложницы. Высота налива в изложницу равна 2100 мм, масса слитка 8 т, нижнее сечение слитка составляет 835710 мм, верхнее сечение 785660 мм. Отлитые слитки извлекают из изложниц, транспортируют в обжимной цех и сажают в нагревательный колодец блюминга 1250. Температура поверхности слитков при горячей посадке в нагревательный колодец составляет t_n=775^oC. Слитки устанавливают в нагревательный колодец в вертикальном положении уширенным концом вверх, после чего производят их нагрев до температуры t_н=1270^oС по всему объему.

Разогретые слитки извлекают из нагревательного колодца и прокатывают за 11 проходов в валках с ящичными калибрами блюминга 1300 в блюмы сечением 347347 мм. Суммарная вытяжка при прокатке слитков в блюмы составляет =4,6. Концевые участки блюмов, пораженные усадочными дефектами, отрезают с помощью ножниц. Величина обрези составляет 344 кг, т.е. 4,3% от массы слитка. Выход годного (с учетом расхода металла на печную окалину) равен 95,2%.

Варианты реализации способа и их эффективность приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается наибольший выход годного. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) из-за увеличения обрези блюмов выход годного уменьшается. Также более низкий выход годного имеет место при производстве блюмов по способу-прототипу (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что горячая посадка уширенных книзу слитков с температурой поверхности 600-950^oС в нагревательный колодец уширенными концами вверх, нагрев их до температуры 1200-1350^oС и многопроходная прокатка с суммарной вытяжкой 2,7-6,5 позволяют заполнить незатвердевшим металлом усадочные пустоты в головных частях слитков во время их пребывания в нагревательном колодце, заварить внутренние неокисленные несплошности, выдавить дефектный металл на головные торцы блюмов, подлежащие обрезке. За счет этого достигается увеличение выхода годного.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства блюмов на 3-5%.

Источники информации

1. Патент России 2094136, МПК В 21 В 1/06, 1997 г.

2. Авт. свид. СССР 1581392, МПК В 21 В 1/04, 1990 г.

3. П.И. Полухин и др. Прокатное производство. - М.: Металлургия, 1968 г. , с. 55-57,75 - прототип.