Спосіб виготовлення товстолистової сталі

Спосіб виготовлення товстолистової сталі, який включає нагрів слябів, прокатування в чорновій реверсивній кліті, прокатування за один прохід в чистовій кліті при температурі розкату 750-850°С, правку розкату в гарячому стані, який відрізняється тим, що процес прокатування в чистовій кліті поєднують з процесом гарячої правки при перевищенні швидкості правки над швидкістю прокатування в 1,02-1,10 рази та температурі розкату при правці від 500 до 600°С. (19) (21) 2001031843 (22) 20.03.2001 (24) 15.11.2001 (33) UA (46) 15.11.2001, Бюл. № 10, 2001 р. (72) Пихтін Володимир Володимирович, Максименко Олег Павлович, Несвіт Володимир Васильович, Самохвал Володимир Михайлович, Салацинський Едуард Стефанович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ДНІПРОВСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМ. Ф.Е. ДЗЕРЖИНСЬКОГО", UA 43164 В основу винаходу покладена задача удосконалення способу виготовлення товстолистової сталі шляхом поєднання процесів прокатування в чистовому проході і гарячої правки та створення переднього натяжіння в розкаті, що забезпечує підвищення якості товстих листів за показниками геометрії. Поставлена задача вирішується тим, що в загальновідомому способі виготовлення товстолистової сталі, який включає операції нагріву слябів, прокатування в чорновій реверсивній кліті, прокатування за один прохід в чисто вій кліті при температурі розкату 750-850°С, правку розкату в гарячому стані, згідно з винаходом, процес прокатування в чистовій кліті поєднують з процесом гарячої правки при перевищенні швидкості правки над швидкістю прокатування в 1,02-1,10 рази і температурі розкату при правці в межах від 500 до 600°С. Ознака поєднання операцій прокатування в чистовому проході та правки є новою і неочевидною з існуючого рівня техніки. Саме завдяки поєднанню цих операцій вдається досягти нового технічного ефекту - забезпечити прокатування товстого листа з переднім натяжінням в чистовому проході, що, в свою чергу, забезпечує поліпшення якості прокату за показниками геометрії. Якщо у відомому способі прокатування без натяжіння розкат отримає певну коробуватість, хвилястість, серповидність (реброву кривизну) або інші дефекти, то виправити їх вже досить складно. В пропонованому способі створюються умови, за яких попереджується виникнення таких дефектів. За рахунок поєднання операцій прокатування і правки, створюється можливість забезпечення прокатування з переднім натяжінням в розкаті, тим самим компенсується негативна дія факторів прокатування, що призводили до утворення дефектів. Наприклад, коробуватість листів утворюється через нерівномірне обтиснення розкату по ширині та нерівномірне подовження окремих ділянок розкату. Напруження натяжіння, які виникають в розкаті від дії тягнучої сили від правильної машини, компенсують нерівномірність подовження по окремих ділянках розкату і дефект "коробуватість" не утворюється, або значно зменшується, що полегшує подальшу правку. Ознака перевищення швидкості правки над швидкістю прокатування в 1,02-1,10 рази є новою і суттєвою. При звичайному прокатуванні відношення швидкостей послідуючої і попередньої клітей може мати значення у вказаних межах. Але, це відомо по відношенню до прокатних клітей. В запропонованому способі забезпечується різниця швидкостей між правильною машиною і прокатною кліттю, що є незаперечним елементом новизни. Якщо не створювати різницю швидкостей між правильною машиною і чистовою кліттю, то стає неможливим досягнення головного технічного ефекту винаходу - створення переднього натяжіння в розкаті. Тому ця ознака є новою і суттєвою саме з вказаними значеннями відношення швидкостей правильної машини і прокатної кліті. Нижнє значення вказаного інтервалу обумовлене тим, що при відношенні швидкостей менше ніж 1,02 рівень напружень натяжіння в розкаті на ділянці між правильною машиною і чистовою кліттю недостатній для компенсації нерівномірності деформації в кліті і виправлення порушень геометрії розкату. Верхня межа вказаного інтервалу визначена через можливості роликів правильної машини створювати тягнучу силу. Гаряча правка при швидкості, яка більше ніж в 1,10 рази перевищує швидкість прокатування, можлива, але при цьому сил тертя в контакті роликів і розкату недостатньо для створення потрібного натяжіння – сили тертя досягають свого максимально можливого значення і може виникнути пробуксовка роликів по розкату. Тому оптимальним інтервалом значень цього технологічного параметру є 1,02-1,10. Ознака здійснення гарячої правки при температурі 500-600°С також є новою і суттєвою. Як зазначено раніше, звичайна гаряча правка здійснюється при температурі 600-700°С, але для даного способу така температура є неоптимальною. Процес правки при температурі понад 600°С можливий, але величина натяжіння, тобто тягнуча сипа, яку створюють ролики, незначна через високу пластичність розкату. При зменшенні температури розкату нижче значення 600°С, зростають показники міцності металу розкату (модуль пружності, межа пластичності, межа міцності – [Полухин П.И, Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник. –М.: Металлургия, 1978. стр.70]). Збільшення показників міцності призводить до більш ефективної силової взаємодії роликів правильної машини і розкату, що забезпечує збільшення тягнучої сили і зростання напружень натяжіння в розкаті. Якщо температура розкату стане менше 500°С, показники міцності металу розкату і далі зростатимуть, але одночасно буде зменшуватись коефіцієнт тертя в контакті роликів і розкату, що призводить до зменшення тягнучої сили. При температурі розкату менше 500°С зменшення коефіцієнту тертя переважає зростання механічних властивостей і виникає небезпека пробуксовки роликів. Тому оптимальним значенням температури розкату при правці слід вважати інтервал від 500 до 600°С. При реалізації способу важливо, щоб температура розкату на виході з прокатної кліті була більшою, ніж температура розкату на вході в правильну машину, тому що ефект від створення натяжіння проявляється саме в осередку деформування в чистовій кліті. У відомих способах ця умова виконується за рахунок природного зниження температури за час транспортування розкату від кліті до правильної машини, а якщо цього недостатньо, то застосовують додаткове охолодження водою. Для виконання ознаки запропонованого способу, за якою гаряча правка здійснюється при температурі 500-600°С, важливо забезпечити температуру розкату на виході з прокатної кліті не менше 750°С. Але способи виготовлення товстих листів при температурі розкату в останньому проході понад 700°С відомі, тому ознака винаходу, за якою забезпечується температура закінчення прокатування у межах 750-850°С, не є новою і віднесена до обмежувальної частини формули винаходу. З аналізу вказаних ознак винаходу можна зробити висновок, що відмітні ознаки, у своїй сукупності, явно не випливають з існуючого рівня техніки, з якого неможливо виявити вплив суттєвих ознак 2 43164 винаходу на одержання нового технічного результату. Здійснення винаходу можливе на товстолистових двоклітьових станах, оснащених машинами для гарячої правки, які розміщені на відстані від чистової кліті менше за довжину готового розкату. Використання способу можливе також при проектуванні нових товстолистових станів. Спосіб виготовлення товстолистової сталі включає такі операції: нагрів слябів, прокатування їх в чорновій реверсивній кліті за декілька проходів; прокатування за один прохід в чистовій кліті при температурі розкату в межах 750-850°С; гарячу правку розкату, яка поєднується з прокатуванням в чистовій кліті; охолодження розкату на холодильнику; правку в холодному стані. Гаряча правка здійснюється зі швидкістю, яка в 1,02-1,10 рази перевищує швидкість прокатування в чистовій кліті, температура розкату при правці становить 500-600°С. Здійснення способу відбувається в такій послідовності. Нагріті до потрібної температури сляби видаються з печі і транспортуються до чорнової реверсивної кліті. В цій кліті за декілька проходів здійснюється основна деформація слябу - близько 90% загальної деформації. Далі отриманий підкат транспортується до чистової кліті, де він прокатується за один прохід при температурі на виході з кліті в межах 750-850°С. Передній кінець розкату, після виходу з осередку деформування в чистовій кліті, під дією валків кліті і роликів рольгангу переміщується до правильної машини. При цьому відбувається його охолодження звичайне, або шляхом подачі охолоджуючої води, з таким розрахунком, щоб на вході в правильну машину температура розкату дорівнювала 500-600°С. Коли передній кінець розкату досягне щонайменше третього ролика машини, відбувається захват розкату цими роликами. Ролики машини, за рахунок більшої в 1,02–1,10 рази швидкості, створюють тягнучу силу, від дії якої в розкаті, на частині його довжини від чистової кліті до правильної машини, виникають напруження розтягування. Ці напруження забезпечують виправлення дефектів геометри розкату, таких як коробуватість або хвилястість, і компенсують негативну дію факторів в осередку деформування, через які і утворювались дефекти. Після захвату переднього кінця розкату роликами правильної машини, відбувається сталий неперервний процес прокатування-правки, аж до виходу заднього кінця розкату з осередку деформації чистової кліті. Тобто весь розкат буде прокатано з переднім натяжінням, яке створюють ролики правильної машини. Далі розкат проходить через правильну машину, де відбувається його правка в гарячому стані і передається на холодильник і подальшу правку в холодному стані. Приклад В умовах універсального стану 1200, оснащеного двома робочими клітями дуо, з валками діа метром 800 мм, сляби з розмірами 120´800´1800 мм нагріваються в методичних печах до температури 1180-1230°С і передаються до чорнової реверсивної кліті. Прокатування в цій кліті здійснюється за 9 проходів до досягнення товщини розкату 6 мм. Температура розкату після чорнової кліті становить 920-850° С. Далі цей розкат передається до чистової кліті, яка розташована на відстані 39 м, і де здійснюється лише один прохід до товщини готового листа - 5 мм. Довжина готового листа становить 43,2 м, а відстань до правильної машини гарячої правки - 35,3 м. Тому, по мірі прокатування, передній кінець розкату проходить відстань між чистовою кліттю і правильною машиною, відбувається захват переднього кінця розкату роликами машини, після захвату на всій довжині розкату від машини до кліті створюється натяжіння, яке підтримується до завершення прокатування в чистовій кліті. Температура розкату на виході з чистової кліті становить близько 780°С. При швидкості прокатування в чистовій кліті 4 м/с за час переміщення до правильної машини передній кінець розкату охолоджується до температури 650°С. За умови використання однієї секції водяного охолодження, температура розкату зменшується до 560°С, що відповідає зазначеному інтервалу в 500-600°С. Після виходу заднього кінця розкату з чистової кліті розкат проходить через правильну машину - відбувається звичайний процес гарячої правки, і передається на холодильник. Після охолодження, розкат піддають правці в холодному стані, розрізають на мірну довжину, отримуючи готові листи. Використання описаного способу дозволяє виключити відбракування листів за показниками геометрії, виключити утворення такого дефекту, як серповидність (реброва кривизна) та значно поліпшити інші показники. Так коробуватість та хвилястість розкатів товщиною 5 мм вже після гарячої правки становлять 3-5 мм на 1 м довжини (мм/м), що відповідає рівню підвищеної точності для готових листів, а після холодної правки становлять 1-3 мм/м. Для порівняння, за звичайної технології після чистової кліті розкат має такі показники якості: коробуватість - від 15 до 20 мм/м; хвилястість (в напрямку довжини) - від 25 до 40 мм/м; реброву кривизну - від 3 до 12 мм/м . Після гарячої правки відповідні показники становлять: 10-15 мм/м, 1020 мм/м; 2-3 мм/м. Після здійснення операції правки в холодному стані розкати мають такі показники геометрії, відповідно: 6-8 мм/м; 6-8 мм/м; 2-3 мм/м. Такі показники відповідають найнижчим показникам точності геометрії за вимогами стандартів, а рівень відбраковки (маса листів, що не відповідають вимогам стандартів) становить в середньому 3-5%. Пропонований спосіб може бути використаний при виготовленні листів товщиною від 4 до 12 мм. 3 43164 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4