способ горячей прокатки стальных полос
Классы МПК: | B21B1/22 для прокатки полос или листов произвольной длины |
Автор(ы): | Степанов Александр Александрович (RU), Скорохватов Николай Борисович (RU), Степаненко Владислав Владимирович (RU), Глухов Владимир Васильевич (RU), Павлов Сергей Игоревич (RU), Антонов Валерий Юрьевич (RU), Горелик Павел Борисович (RU), Росляков Евгений Николаевич (RU), Трайно Александр Иванович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Северсталь" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-09-01 публикация патента:
10.04.2006 |
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при горячей прокатке полос из рядовых и малоуглеродистых сталей на непрерывных широкополосных станах. Задача изобретения - снижение разноширинности и расходного коэффициента стали. Способ включает нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы между клетями. Обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%. Изобретение обеспечивает сохранение устойчивости раската в вертикальных валках, минимизацию неконтролируемых утяжки и уширения полосы в непрерывной группе клетей. 1 табл.
Формула изобретения
Способ горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающий нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках, отличающийся тем, что обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при горячей прокатке полос из рядовых и конструкционных сталей на непрерывных широкополосных станах.
Известен способ прокатки металлической полосы, включающий многопроходное чередующееся обжатие раската по ширине в вертикальных валках и по толщине в горизонтальных черновой группы клетей, последующую прокатку в непрерывной чистовой группе клетей с межклетевыми натяжениями до конечной толщины. При этом для получения заданной ширины полосы в конечной толщине с помощью автоматизированной системы регулирования изменяют обжатие раската по ширине вертикальными валками черновой группы клетей [1].
Недостаток известного способа состоит в том, что из-за большого транспортного запаздывания (ширину полосы измеряют на выходе из стана, а воздействие на ширину раската производят вертикальными валками черновой группы) полосы имеют большую разноширинность. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.
Известен также способ горячей прокатки стальных полос, включающий нагрев сляба толщиной 70-120 мм, горячую прокатку в черновой группе клетей с чередующимися обжатиями по ширине и толщине, последующую многопроходную прокатку в чистовой группе клетей до конечной толщины 1,2-12,7 мм с межклетевыми натяжениями полосы [2].
При таком способе прокатки полосы приобретают разноширинность вследствие уширения металла в клетях и утяжки от действия межклетевых натяжений. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки стальных полос, включающий нагрев сляба, многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе универсальных клетей и последующее обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках [3] - прототип.
Недостатки известного способа состоят в том, что горячекатаные полосы имеют повышенную разноширинность. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении разноширинности и расходного коэффициента стали.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающем нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по толщине и ширине в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках, согласно предложению обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%.
Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе прокатки в черновой группе клетей полосу последовательно обжимают в горизонтальных и вертикальных валках. При этом происходит непрерывное снижение отношения толщины полосы к ее ширине и калибровка полосы по ширине в вертикальных валках, обеспечивающая уменьшение ее разноширинности. Однако при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины менее 0,015 обжатие в вертикальных валках приводит к потере устойчивости полосы и образованию "наплывов" в прикромочных зонах. Последующая прокатка полосы с "наплывами" увеличивает разноширинность и расходный коэффициент стали.
Прокатка с удельным натяжением полосы, равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при обжатии за проход не более 50%, стабилизирует процесс прокатки и исключает "утяжку" полосы по ширине, что снижает разноширинность и расходный коэффициент стали. Однако это достигается лишь в случае, если обжатие в вертикальных валках было завершено при отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,02, когда полоса не теряла устойчивость и не приобретала повышенную разноширинность вследствие раскатки "наплывов" по кромкам.
Экспериментально установлено, что обжатие полосы по ширине, имеющей отношение толщины к ширине менее 0,015, сопровождается образованием "наплывов" по кромкам, т.к. деформация распространяется только на прикромочные участки, а при дальнейшем снижении этого отношения - к потере устойчивости полосы в вертикальных валках. В то же самое время при обжатии полосы с "наплывами" в горизонтальных валках увеличивается разноширинность.
Уменьшение удельного натяжения полосы менее 0,05 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке снижает устойчивость процесса прокатки, что отрицательно сказывается на точности и плоскостности полос. Увеличение удельного натяжения полосы более 0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке приводит к утяжке полосы с нерегулируемым уменьшением ширины. Повышение разноширинности полосы увеличивает расходный коэффициент стали.
Увеличение относительного обжатия за проход более 50% при удельном натяжении полосы 0,05-0,45 от величины ее предела текучести ухудшает стабильность процесса деформации, приводит к отклонению ширины полосы от заданного значения. Это приводит к повышению расходного коэффициента стали.
Примеры реализации способа
Непрерывно литой сляб из конструкционной малоуглеродистой стали марки 08Ю нагревают в газовой печи с шагающими балками непрерывного широкополосного стана 2000 до температуры 1250°С.
Нагретый сляб обжимают в вертикальных валках чернового и горизонтальных валках чистового окалиноломателей. Затем раскат обжимают поочередно по ширине и толщине в четырех универсальных клетях чистовой группы. Перед обжатием по ширине в 4-й универсальной клети раскат имеет толщину Н=32,0 мм и ширину В=1530 мм. Таким образом, отношение толщины раската к его ширине превышает минимальное граничное значение 0,015 и составляет:
В последнем проходе в вертикальных валках полосу обжимают до заданной ширины 1500 мм. Благодаря тому, что обжатие в последнем проходе по ширине ведут при отношении Н:В более 0,015, раскат не теряет устойчивости в вертикальных валках и на его боковых сторонах не образуются "наплывы", увеличивающие разноширинность при последующих проходах в горизонтальных валках.
После прокатки в черновой группе клетей раскат при температуре 1000°С задают в чистовую непрерывную группу, состоящую из 7 горизонтальных клетей кварто, и обжимают до конечной толщины 3,0 мм. Прокатку полосы в непрерывной чистовой группе клетей ведут с относительными обжатиями за проход, не превышающими 50% и составляющими:
Номер клети | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Относительное обжатие , % | 42,2 | 49,7 | 22,6 | 27,8 | 26,9 | 13,2 | 9,1 |
Температура полосы по мере прохождения по клетям чистовой группы снижается с 1000°С до температуры конца прокатки Ткп=850°С. С падением температуры полосы из стали марки 08Ю возрастает ее предел текучести т.
Прокатку полосы в чистовой группе клетей ведут с межклетевыми натяжениями. Удельные натяжения q полосы при прокатке составляют 0,20 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке (q=0,20 T.):
Межклетевой промежуток | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Температура полосы, °С | 985 | 970 | 950 | 930 | 910 | 880 |
Предел текучести т, кг/мм2 | 1,85 | 1,99 | 2,13 | 2,25 | 2,42 | 2,59 |
Удельное натяжение q, кг/мм 2 | 0,370 | 0,398 | 0,426 | 0,450 | 0,484 | 0,518 |
Благодаря тому, что обжатие по ширине было завершено при отношении толщины полосы к ее ширине не менее 0,015, при величине удельных межклетевых натяжений q=0,20 т и при относительном обжатии за проход не более 50% разноширинность по длине полосы составила S=±1 мм. Это позволило уменьшить ширину обрезаемых кромок до 10 мм и снизить расходный коэффициент стали в прокатном переделе до k=1,08.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.
Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение разноширинности и расходного коэффициента стали в прокатном переделе. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №5) или реализации способа-прототипа (вариант№6) разноширинность полос и расходный коэффициент стали возрастают.
Таблица Режимы прокатки и расходный коэффициент стали | |||||
№варианта | В/Н | q/ т | ,% | S, мм | k |
1 | 0,014 | 0,04 | 8...48 | ±6 | 1,15 |
2 | 0,015 | 0,05 | 11...45 | ±2 | 1,09 |
3 | 0,020 | 0,20 | 9,1...49,7 | ±1 | 1,08 |
4 | 0,030 | 0,45 | 11,1...35,9 | ±2 | 1,09 |
5 | 0,035 | 0,50 | 13...56,2 | +6...-8 | 1,17 |
6 (прототип) | не реглам. | 0,3...3,0×107 Па | 14,3...60,0 | ±7 | 1,16 |
Технико-экономические преимущества предложенного изобретения состоят в том, что при его выполнении не происходит потери устойчивости раската в вертикальных валках, образования "наплывов" по кромкам, увеличивающих разноширинность раската, минимизируются неконтролируемые уширения и утяжки полосы в непрерывной группе клетей. Благодаря этому достигается снижение разноширинности и расходного коэффициента стали.
В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства стальных полос на 3-5%.
Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения
1. Заявка №19522494, ФРГ, МПК В 21 В 37/16, 1996 г.
2. Патент №5564178, США, МПК В 21 В 1/46, 1996 г.
3. С.П.Ефименко, В.П.Следнев. Вальцовщик листопрокатных станов. М., Металлургия, 1980 г., с.190-195 (прототип).
Класс B21B1/22 для прокатки полос или листов произвольной длины