Спосіб виробництва прокату з безперервнолитого металу

1 Спосіб виробництва прокату з безперервнолитого металу, що включає прокатку в чорнових клітях, формування готового профілю в чистових клітях, який відрізняється тим, що перед або під час прокатки в чистовій лінії розкат розвертають на 180°, причому після розвороту здійснюють нагромадження не менше 60 % сумарної деформації в чистових клітях, після чого проводять термообробку 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що термообробку прокату проводять за схемою "переривчасте охолодження" через обмежену довжину накопичувальних кишень, відбувається зріст температурного перепаду, як по довжині кожного з напіврозкатів, так і між напівпідкатами У той час, установки термічної обробки прокату в потоці стану працюють в одному режимі і не мають можливості пристосуватися під температуру кожного оброблюваного розкату Унаслідок цього спостерігається значний розкид властивостей, як по довжині окремих розкатів, так і між суміжними розкатами виготовлених з однієї заготовки У практиці прокатного виробництва відомий спосіб прокатки, що включає деформацію злитків і безперервнолитих заготовок на гладкій бочці й у калібрах валків чорнових і чистових клітей з регламентованою величиною сумарної деформації в чорнових і чистових клітях [патент ФРГ N93437637, клС2Ю8/02 1986р] Загальною ознакою для даного аналога і корисної моделі, що заявляється, буде деформація безперервнолитих заготовок у калібрах валків чорнових і чистових клітей з регламентованою величиною сумарної деформації чистових клітях Недоліком даного способу є той факт, що регламентація величини сумарної деформації в чорнових і чистових клітях викликана необхідністю більш якісного пророблення литої структури металу У той час ігнорування впливу режиму деформування на величину деформаційного розігріву, а, отже, і розподілу температури по довжині розкату, приводить до того, що температурний "клин" не зменшується, а в деяких випадках навіть зростає Такий розподіл температури по довжині розкату 00 7877 буде негативно позначатися на рівномірності мщносних і пластичних властивостей по довжині розкату Крім того, підвищення температури кінця прокатки негативно позначиться і на загальному рівні властивостей, тому що в установці термічного зміцнення відбувається строго нормоване зниження температури Тому температура самовщпустки прокату буде зростати, а, отже, МІЦНОСНІ властивості будуть падати Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі є спосіб прокатки сортових заготовок, що включає деформацію злитків і безперервнолитих заготовок на гладкій бочці й у калібрах валків чорнових і чистових клітей з реалізацією деформації в чорнових клітях за реверсивною схемою, у якому з метою підвищення якості прокату шляхом зниження поверхневого дефектоутворення і поліпшення пророблення литої структури, нагромадження не менш 53% сумарної деформації при чорновій прокатці здійснюють у непарних пропусках з відносним перевищенням одиничних обтиснень у них над одиничними обтисненнями в безпосередньо попередніх їм парних пропусках не менш чим на 3,5%, а в чистовій групі клітей нагромадження сумарної деформації роблять у парних пропусках з відносним перевищенням одиничних обтиснень у них над одиничними обтисненнями в безпосередньо наступних за ними непарних пропусках не менш чим на 5% [АС СССР №1674996, кл В21В1/00, опубл07 09 91,бюл №33] Ознаки прототипу, що збігаються з ознаками способу, що заявляється 1 Прокатка в чорнових клітях 2 Формування готового профілю в чистових клітях Недоліком запропонованого способу є те, що він регламентує тільки порядок нагромадження деформації в парних і непарних проходах чистової і чорнової груп При цьому, даний спосіб не передбачає регламентації величини сумарної деформації в чистовій групі клітей по якій-небудь ознаці Тому, застосування даного способу при наявності в розкат» істотного температурного «клина» між переднім і заднім кінцем неминуче приводить до порушення суцільності, особливо в задній (більш холодній) частини розкату При цьому, наявність у даній частині розкату також більшого перепаду температур між поверхневими і внутрішніми шарами погіршить становище в більшому ступені, викликавши виникнення в осьовій частині напруг, що розтягують У цьому випадку, вищевказана сукупність факторів призведе до того, що буде знижуватися рівномірність мщносних і пластичних властивостей В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача, такого удосконалення способу виробництва прокату з безперервнолитого металу, що дозволило б зменшити внутрішнє тріщиноутворення і стабілізувати МІЦНОСНІ І пластичні властивості по довжині розкату внаслідок чіткої регламентації моменту розвороту розкату в залежності від ступеня нагромадження сумарної деформації в чистових клітях і зменшення температурного градієнта між головною і хвостовою частинами підкату і відповідно підвищити якість прокату Поставлена задача досягається тим, що спосіб виробництва прокату включає прокатку в чорнових клітях, формування готового профілю в чистових клітях, ВІДПОВІДНО до корисної моделі перед або під час прокатки в чистовій лінії розкат розвертають на 180°, причому після розвороту здійснюють нагромадження не менш 60% сумарної деформації в чистових клітях, після чого проводять термообробку Доцільно, але не обов'язково термообробку прокату проводити за схемою "переривчате охолодження" Новим у запропонованому рішенні є а) перед або під час прокатки в чистовій лінії розкат розвертають на 180°, б) після розвороту розкату здійснюють нагромадження не менш 60% сумарної деформації в чистових клітях, в) після прокатки проводять термообробку прокату Таким чином, зазначена сукупність ознак запропонованого технічного рішення серед літературних джерел не виявлена Однак саме вона забезпечує досягнення технічного результату Розворот розкату на 180° у чистовій лінії є раціональним, оскільки він буде сприяти зменшенню температурного градієнта між переднім (що має більш високу температуру металу) і заднім (що має більш низьку температуру металу) кінцями розкату У цьому випадку, після розвороту в кліть буде задаватися задня частина розкату, що має знижену температуру У свою чергу, частина розкату що була передньою буде більш тривалий час, як на повітрі, так і при взаємодії з металевими частинами допоміжного устаткування стану У результаті цього, величина температурного "клину" стосовно до умов середньосортного стану ЛІНІЙНОГО типу буде знижуватися з 100-120°С до 30-40°С Настільки істотне зниження величини температурного градієнта (більш ніж у 2 рази) буде позитивно позначатися на стабільності механічних властивостей у прокаті, що надалі піддається термічній обробці Саме таке зниження температури в сукупності з процесом термічної обробки прокату в потоці стану (безпосередньо за чистовою кліттю) забезпечить розкид властивостей на рівні 3-5% у межах одного розкату Нагромадження після розвороту не менш 60% сумарної деформації в чистових клітях викликано, у першу чергу, особливостями виробництва прокату з безперервнолитого металу, що має іншу структуру, ніж гарячекатаний Відповідно до існуючих уявлень, для одержання якісного прокату з безперервнолитоі заготовки необхідний додаток до останньої сумарної витяжки не менш 10 У противному випадку, на макрошліфах поперечних перерізів прокату видні області, у яких збереглися сліди литої структури, для якої властивий знижений рівень механічних властивостей Дана картина характерна для середньосортного арматурного прокату (більш №20) із заготовки невеликого перетину 100x100мм і 125x125мм У цьому випадку, виникає необхідність у пошуку додаткового механізму, що забезпечує проникнення деформації усередину перетину розкату Такий механізм можливий у випадку регламентації величини сумарної 7877 деформаци в ЧИСТОВИХ клітях саме після розвороту Проміжні підкати характеризуються градієнтом не тільки уздовж довжини розкату, але в поперечному перерізі поверхневі шари мають знижену в порівнянні з центральними температуру У цьому випадку вони стають як би продовженням валка, передаючи через себе деформацію усередину перетину При цьому саме розворот розкату буде гарантувати реалізацію даного механізму на всій довжині У цьому випадку, внутрішні шари на всій довжині одержать однаковий вплив, що неможливо зробити без розвороту розкату Однак прикладеної деформації повинне бути досить для пророблення структури Експериментальне встановлений цей бар'єр на рівні не менш 60% При меншій величині окремі ділянки не будуть піддані достатньому проробленню і будуть мати бал зерна не вище 5 Надалі, при рекристалізації (у проміжку між останньою кліттю й установкою прискореного охолодження) бал зерна ще зростає, що може негативно позначитися на рівні і стабільності міцносних властивостей арматурного прокату, і так само сприяє виникненню тріщин У випадку зміцнення прокату з безперервнолитого металу, не завжди досить проробленої осьової частини металу, що має осьову пористість і ліквацію, і можливе розкриття тріщин У цілому, при позитивних результатах механічних іспитів прокат буде бракуватися по наявності внутрішніх тріщин При реалізації схеми "переривчастого охолодження" першу стадію не з дуже інтенсивним охолодженням (створюваний перепад 150-200°С) розміщають у безпосередній близькості від валків чистової лінії У цьому випадку, вдається в максимальному ступені не дати пройти процесові рекристалізації, тобто зберегти дрібне зерно, отримане при деформуванні Крім того, незначний температурний перепад не створює напруг, що розтягують, перевищуючих межу МІЦНОСТІ матеріалу Реалізована надалі самовідпустка буде сприяти зняттю напруг у цілому У цілому, реалізація термічної обробки у виді декількох циклів дозволить реалізувати більш "м'який" режим термічної обробки, що дозволяє одержати гарний комплекс механічних властивостей і забезпечити осьову суцільність арматурного прокату з безперервнолитого металу Приклад Перевірка і випробування пропонованого способу прокатки проведені у виробничих умовах при виробництві арматурного періодичного профілю №22 з безперервнолитої сталі 5пс із вуглецевим еквівалентом С=0,40-0,45% на середньосортному лінійному стані 330 Стан 330 включає дві ЛІНІ і обтискну або чорнову, у складі якої дві кліті типу "тріо" з діаметром валків 550мм, довжиною бочки 1580мм, частотою обертання 100о/хв , і чистову із шести клітей типу "допель-дуо" з діаметром валків 330мм, довжиною бочки 800мм і частотою обертання 300о/хв Як вихідну заготовку використовували безперервнолиту заготовку перетином 125x125мм У чорновій лінії обтиснення здійснюють за 3-9 проходів, у чистовій - за 7 Перед прокаткою в чистовій лінії розкати піддають поперечному ПОДІЛОВІ прес-ножицями на дві половини У чистовій лінії після другого проходу здійснювали розворот напіврозкатів на 180° і в 3-й прохід задавали заднім кінцем Контроль якості металу в процесі і після прокатки здійснювали візуальним оглядом, а так само по макро-1 мікротемплетам Результати прокатки розкатів приведені в табл 1 Таблиця 1 Результати прокатки розкатів Механічні властивості Величи1-й напіврозкат 2-й напіврозкат на нагроВид мадження сутермічСпосіб прокат- Кут розво- марної дефорної обмації ки роту, град С в, С т, С 5, С т, С в, С 5, робпісля розвоН/мм2 Н/мм2 % Н/мм2 Н/мм2 % ки роту, % 1 2 3 Відомий Позамежний 0 70 Пропонований 180 70 Позамежний 180 50 Пропонований 180 60 Позамежний 180 70 4 приск охол перер охол перер охол перер охол перер охол приск охол 5 420470 430460 500510 420470 490510 450490 6 610650 620660 640670 605645 640665 650700 7 29,5 27,5 28,5 27,5 28,0 28,5 8 470500 470500 490510 420500 500510 450530 9 640700 660715 650680 630700 650670 670720 Наявність тріщин Бал зерв осьо- на в осьовій ЗОНІ вій ЗОНІ готового готопрокату вого прокату 11 12 10 27,5 так 6-7 28,5 так 6-7 29,0 нема 8-9 27,5 4-5 так 28,0 нема 30,0 так 8 7-8 7877 З табл 1 випливає, що режими прокатки пропонованим способом приводять до досягнення максимального ефекту У табл 2 приведений один з варіантів схеми калібрування з вказівкою обтиснень по проходах у чорновій і чистовій групах клітей для випадку прокатки арматурного профілю №22 з безперервнолитої заготовки перетином 125x125мм Таблиця 2 Схема калібрування для прокатки арматурного профілю №22 з безперервнолитої заготовки перетином 125x125мм ЛІНІЯ стану № № КЛІТІ калібру Форма калібру Обтискна 1 1 Гладка бочка Чорнова 2 Ящиковий з 1 4 2 2 7 8 1 9 10 11 2 12 І 3 13 І 4 14 5 15 6 16 Розміри по п ропусках, мм b h Чистова 129 134 Кантування 76 Ящиковий Кантування 129 ) Ящиковий Кантування Ящиковий 77 Овальний 106 Кантування Квадратний ребровий 46 47 Гладка бочка 49 Гладка бочка Розворот розкату на 180° 54 | Гладка бочка Кантування Ящиковий 19 | Кантування 53 Гладка бочка Кантування Передчистовий 18 d D Чистовий Наведений варіант цілком відповідає пропонованому інтервалові технологічних параметрів і показує гарний результат, також дозволяє зменшити внутрішнє тріщиноутворення і стабілізувати МІЦНОСНІ і пластичні властивості по довжині розкату внаслідок чіткої регламентації моменту роз Комп'ютерна верстка М. Мацело Площа, Ah, мм 2 MM 20,0 100 12900 25 1,21 75 10050 25 1,28 25,0 126 9576 8 59 7611 16 1,26 21,1 87 40 6699 4187 42 1,14 32,6 47 1,6 54,0 46 34 26 2116 1598 1274 60 1,98 56,6 12 1,32 26,1 8 1,26 23,5 17 918 9 1,38 34,6 46 874 8 1,05 14,8 13 848 6 1,03 31,5 40 21 24 720 13 1,18 24,5 350 19 2,08 47,5 1,05 6,0 вороту розкату в залежності від ступеня нагромадження сумарної деформації в чистових клітях і зменшення температурного градієнта між головною і хвостовою частинами підкату і ВІДПОВІДНО підвищити якість прокату Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти \ науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45 м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601