Спосіб виробництва сортового прокату і катанки

1. Спосіб виробництва сортового прокату і катанки, що включає прокатку вихідної заготовки в клітях чорнової, проміжної і чистової груп, а також у дротовому блоці із заданими ступенями деформації і коефіцієнтами витяжки металу в кожній кліті 2 C2 1 3 У процесі чорнової прокатки, з високими ступенями деформації і коефіцієнтами витяжки металу, через вироблення калібрів робочих клітей на поверхні розкату утворюються зморшки, які після наступної деформації розкату в клітях проміжної і чистової груп і дротового блоку, трансформуються в закати на поверхні готового прокату. При виробництві підкату для холодного об'ємного штампування це збільшує відбраковування готового прокату, тому що такий метал не витримує іспитів на осідання. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в розробці способу виробництва сортового прокату, що попереджає утворення зморщок на поверхні розкату, що трансформуються згодом у закати, які знижують якість готового прокату круглого перерізу і катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ, за рахунок зменшення значень частинних коефіцієнтів витяжки металу шляхом збільшення дрібності деформації металу в процесі чорнової прокатки без істотних капітальних витрат. Технічний результат, що досягається при реалізації запропонованого технічного рішення, полягає в підвищенні дрібності деформації в процесі чорнової прокатки без істотних капітальних витрат, що забезпечує зниження частинних коефіцієнтів витяжки металу, і попереджує, тим самим, утворення зморщок на поверхні розкату, що трансформуються згодом у закати. Це, у підсумку, сприяє підвищенню якості готового прокату круглого перерізу і катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ, зменшенню його відбраковування і, інтегрально, приводить до підвищення ефективності виробництва цього виду продукції. Вирішення поставленого завдання забезпечується тим, що в способі виробництва сортового прокату, що включає прокатку вихідної заготовки в клітях чорнової, проміжної і чистової груп, а також у дротовому блоці з заданими ступенями деформації і коефіцієнтами витяжки металу в кожній кліті стана, коефіцієнтами загальної витяжки в групах клітей стана і дротовому блоці і загальному коефіцієнті витяжки металу по стана до одержання готового прокату, прокатку в клітях чорнової групи стана здійснюють зі збільшеною дрібністю деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу в цій групі клітей, а також тим, що дрібність деформації збільшують не менш чим на одну одиницю, а також тим, що дрібність деформації збільшують після досягнення загального коефіцієнта витяжки рівного μΣ = 2,9-9,3, а також тим, що дрібність деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу збільшують за рахунок установки в міжклітьових проміжках чорнової групи стана непривідних робочих клітей. Порівняння з прототипом показує, що спосіб, що заявляється, відрізняється тим, що прокатку в клітях чорнової групи стана здійснюють зі збільшеною дрібністю деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу в цій групі клітей, а також тим, що дрібність деформації збільшують не менш чим на одну одиницю, а також тим, що дрібність деформації збільшують після досягнення загального коефіцієнта витяжки рівного μΣ = 2,9-9,3, а також тим, що дрібність де 87573 4 формації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу збільшують за рахунок установки в міжклітьових проміжках чорнової групи стана непривідних робочих клітей. Отже, спосіб, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Порівняння з іншими технічними рішеннями в даній галузі техніки не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють технічне рішення, що заявляється, від прототипу. Отже , спосіб , що заявляється, має "винахідницький рівень". Спосіб здійснюється таким чином. Нагріті до температури прокатки вихідні заготовки подають у лінію безперервного дрібносортного, дрібносортно - дротового чи дротового стана, оснащеного блоком чистових клітей і прокочують у клітях чорнової, проміжної і чистової груп, а також у дротовому блоці до одержання готового прокату. Прокатку здійснюють із заданими ступенями деформації і коефіцієнтами витяжки металу в кожній кліті стана, відповідно до режиму обтиснень, зазначеному у таблиці калібрування. При цьому, таблицею калібрування задані також коефіцієнти загальної витяжки металу в чорновій, проміжній і чистовій групах клітей стана і дротовому блоці. Заданий також загальний коефіцієнт витяжки металу на стані. Застосовувані в даний час режими прокатки на безперервних дрібносортних станах передбачають застосування високих ступенів деформації в перших клітях чорнових груп станів. Коефіцієнти витяжки в них найчастіше перевищують 1,5. Виправдане бажання деформувати метал як можна більш інтенсивно, поки його температура найбільш висока, разом з тим приводить до значних навантажень у робочих лініях зазначених робочих клітей. Температурний режим прокатки на безперервному сортовому стані характеризується яскраво вираженим мінімумом температури прокатки наприкінці чорнової групи клітей [3]. Це пояснюється особливостями зміни ентальпії розкату в процесі безперервної прокатки, обумовленої теплофізичними параметрами процесу (утрата металом тепла шляхом випромінювання, конвекції, контактного теплообміну, і ін.; приріст тепла від деформаційного тепловиділення, від сил тертя на контакті металу і валків і ін.), що залежать від його технологічних параметрів (швидкості прокатки, температури нагрівання під прокатку, температури кінця прокатки, розподілу обтиснень по клітям стана й ін.). Інтенсивна деформація металу з високими значеннями витяжки розкату в зоні високих температур виправдана, тому що спрямована на вирішення основного завдання чорнової прокатки - ефективне редукування вихідної заготовки. Деформація металу з високими значеннями коефіцієнтів витяжки металу при знижених температурах розкату приводить до збільшення навантажень на основне технологічне устаткування (робочі кліті, лінії приводів і ін.). Крім того, інтенсивне обтиснення металу з високими значеннями частинних коефіцієнтів витяжки металу в клітях при прокатці розкату зі зниженою ентальпією в окремих випадках сприяє утворенню на його поверхні дефектів типу складок (зморщок), що не викочуються при прокатці в на 5 ступних клітях. Ці зморшки згодом у процесі проміжної і чистової прокатки трансформуються в закати. При виготовленні прокату круглого перерізу і катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ, такий метал не витримує іспитів на осідання, що збільшує його відбраковування. Тому, відповідно до способу, що заявляється, прокатку в клітях чорнової групи стана здійснюють зі збільшеною дрібністю деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу в цій групі клітей. При цьому дрібність деформації збільшують не менш чим на одну одиницю. Тобто в процесі чорнової прокатки збільшують кількість зон деформації не менш чим на одну одиницю, зберігаючи при цьому загальний коефіцієнт витяжки металу в цій групі клітей. При цьому, з огляду на виправдане бажання деформувати метал як можна більш інтенсивно, поки його температура найбільш висока, дрібність деформації збільшують після досягнення загального коефіцієнта витяжки рівного μΣ = 2,9-9,3. Якщо дрібність деформації збільшувати до досягнення загального коефіцієнта витяжки μΣ 9,3 в умовах безперервного стана на ентальпію металу значною мірою починає впливати його деформаційний розігрів. Тому збільшення дрібності деформації в цьому випадку також знизить ефективність процесу й економічно недоцільно з аналогічних причин. Тобто, у даній пропозиції враховані, крім іншого, особливості зміни температурного режиму прокатки по довжині безперервного сортового стана, що характеризується яскраво вираженим мінімумом температури прокатки наприкінці чорнової групи клітей. Збільшити дрібність деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу без істотних капітальних витрат можна шляхом установки в міжклітьових проміжках чорнової групи стана непривідних робочих клітей [4]. Зазначені вище обставини дозволяють вважати, що застосування в цьому випадку непривідних клітей, встановлених у міжклітьових проміжках ліній безперервних сортових станів цілком виправдано, тому що дозволяє зменшити одиничну деформацію за прохід за рахунок збільшення дрібності деформації і знизити, тим самим, імовірність утворення зморщок на поверхні розкату, що трансформуються згодом у закати, що знижують якість готового прокату. Таким чином, зменшення значень частинних коефіцієнтів витяжки металу шляхом збільшення дрібності деформації металу в процесі чорнової прокатки без істотних капітальних витрат унаслідок застосування в цьому випадку непривідних клітей, встановлених у міжклітьових проміжках безперервних сортових станів забезпечує вирішення поставленого у винаході технічного завдан 87573 6 ня - попереджає утворення зморщок на поверхні розкату, що трансформуються згодом у закати, які знижують якість готового прокату круглого перерізу і катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ. У результаті, реалізація запропонованого технічного рішення сприяє підвищенню якості готового прокату круглого перерізу і катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ, зменшенню його відбраковування і, інтегрально, приводить до підвищення ефективності виробництва цього виду продукції. Приклад конкретної реалізації Спосіб був випробуваний в умовах безперервного дрібносортно-дротового стана 250/150-6 ВАТ «Міттал Стіл Кривий Ріг» при прокатці підкату для ХОШ діаметром 6,5-14мм по ДСТУ 3684, ДСТ 10702 і ДСТ 1050 зі сталі марки 20 кп. Прокатка зазначених діаметрів підкату здійснювалася з використанням дротової лінії стана. Таким чином, нагріта до температури прокатки вихідна заготовка надходила в лінію безперервного дрібносортнодротового стана 250/150-6, оснащеного блоком чистових клітей і прокочувалася у восьми клітях чорнової, шести клітях проміжної і шести клітях чистової груп стана, а також у клітях дротового блоку до одержання готового прокату. Кількість використаних клітей дротового блоку змінювалося в залежності від діаметра готового прокату. Прокатка здійснювалася з заданими ступенями деформації і коефіцієнтами витяжки металу в кожній кліті стана, відповідно до режиму обтиснень, зазначеному у таблиці калібрування. При цьому, таблицею калібрування задані були коефіцієнти загальної витяжки металу в чорновій, проміжній і чистовій групах клітей стана і дротовому блоці, а також загальний коефіцієнт витяжки металу на стані. Відповідно до способу, що заявляється, прокатку в клітях чорнової групи стана здійснювали зі збільшеною дрібністю деформації при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу в цій групі клітей. При цьому дрібність деформації збільшують не менш чим на одну одиницю. Тобто в процесі чорнової прокатки збільшують кількість зон деформації не менш чим на одну одиницю, зберігаючи при цьому загальний коефіцієнт витяжки металу в цій групі клітей. У таблиці представлений розподіл коефіцієнтів витяжки металу по клітям чорнової групи безперервного дрібносортнодротового стана 250/150-6 при реалізації існуючої технології прокатки (μ існ.) і відповідно до способу, що заявляється, (μ.запр.), а також зміна сумарних (кумулятивних) коефіцієнтів витяжки металу від кліті до кліті чорнової групи при існуючій (μΣ існ) і заявленій технологіях. При цьому, з огляду на особливості зміни ентальпії розкату в процесі безперервної прокатки по довжині стана 250/150-6, що визначає відповідну зміну температурного режиму прокатки, яка характеризується яскраво вираженим мінімумом температури прокатки на ділянці 4-й - 8-й клітей чорнової групи дрібність деформації збільшували після досягнення загального коефіцієнта витяжки рівного μΣ = 3,866. Це було забезпечено за рахунок установки в міжклітьовому проміжку чорнової гру 7 87573 пи стана між привідними робочими клітями №6 і №7 (ПК6 і ПК7) лінії стана непривідної робочої кліті (НК). При цьому, за рахунок перерозподілу деформації металу, що здійснювалась ПК6, між нею і наступною по ходу технологічного процесу НК, була без істотних капітальних витрат збільшена дрібність деформації металу на одну одиницю, при незмінному загальному коефіцієнті витяжки металу. У наступному передбачається установка НК у міжклітьовому проміжку чорнової групи стана між ПК4 і ПК5 чорнові групи стана. У цьому випадку 8 дрібність деформації металу буде збільшена на дві одиниці. При цьому в даному випадку для більш ефективного використання тепла нагрівання під прокатку доцільно перерозподіляти деформацію металу, здійснювану ПК5, між цією клітю і попередньою по ходу технологічного процесу НК. Коефіцієнти витяжки металу в клітях чорнової групи стана 250/150-6 при реалізації існуючої технології прокатки (μісн.) і відповідно до способу, що заявляється, (μзапр.). Таблиця місн. μΣ існ. Мзапр. μΣзапр. 1 1,303 1,303 1,303 1,303 2 1,302 1,697 1,302 1,697 3 1,363 2,312 1,363 2,312 Кліті чорнової групи стана 250/150-6 4 5 6 НК 1,284 1,302 1,326 2,969 3,866 5,126 1,284 1,302 1,222 1,085 2,969 3,866 4,724 5,126 Зменшення значень частинних коефіцієнтів витяжки металу шляхом збільшення дрібності деформації металу в процесі чорнової прокатки за рахунок установки НК у міжклітьовому проміжку між ПК6 і ПК7 чорнової групи в умовах безперервного дрібносортно-дротового стана 250/150-6 ВАТ « Міттал Стіл Кривий Ріг» при прокатці підкату для ХОШ забезпечило вимоги приймально-здавальних випробувань і осадки по групах 50 і 656 катанки діаметром 6,5 - 14мм по ДСТУ 3684, ДСТ 10702 і ДСТ 1050 зі сталі марки 20 кп. Мотки катанки були реалізовані по прямому призначенню. Це було досягнуто за рахунок вирішення поставленого у винаході технічного завдання - попередження утворення дефектів (зморщок) на поверхні розкату в процесі чорнової прокатки. Тим самим, була забезпечена необхідна якість катанки відповідального призначення, зокрема, підкату для ХОШ. Застосування в цьому випадку непривідної кліті дозволило вирішити поставлене технічне завдання без істотних капітальних витрат, маса, а, значить, і вартість компактної непривідної робочої кліті істотно нижче в порівнянні з традиційною привідною робочою кліттю. Таким чином, у результаті, реалізації запропонованого технічного рішення, зменшені значення частинних коефіцієнтів витяжки металу зі зниженою ентальпією (в області знижених температур прокатки) шляхом збільшення дрібності деформації металу в процесі чорнової прокатки. Це забезпечило вирішення поставленго у винаході техніч Комп’ютерна верстка Л. Купенко 7 1,353 6,935 1,353 6,935 8 1,341 9,300 1,341 9,300 μΣ 9,30 9,30 ного завдання - попередило утворення дефектів на поверхні розкату і підвищило якість підкату для ХОШ. При проведенні випробування способу, що заявляється, у промислових умовах було виключене відбраковування готового прокату, який реалізований за прямим призначенням. Тобто, інтегрально підвищена ефективність виробництва цього виду продукції. Джерела інформації, прийняті до уваги при складанні заявки. 1. Прокатные станы. Справочник в 3-х томах. Том 2 Средне-мелкосортные и специальные станы. /В.Г.Антипин, С.В.Тимофеев, Д.К.Нестеров и др. // 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия 1992.- 496с. 2. Производство подката и катанки на непрерывном мелкосортно-проволочном стане 250/1506 прокатного цеха №3. Технологическая инструкция. ТИ 228-ПЗ-01-99. Кривой Рог, - 1999. - С.3738, п. 7.4. - прототип 3. Прогнозирование температурного режима прокатки на непрерывном сортовом стане / Жучков СМ., Лохматов А.П., Кулаков Л.В., Сивак Э.В. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сборник научных трудов. ИЧМ НАН Украины. Выпуск 3. - Киев: "Наукова думка", 1999. - С.234-241. 4. Непрерывная прокатка сортовой стали с использованием неприводных рабочих клетей / Лохматов А.П., Жучков СМ., Кулаков Л.В. и др. - Киев: "Наукова думка", 1998. - 243с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601