Спосіб гарячої прокатки товстих листів

Спосіб гарячої прокатки товстих листів, переважно на двоклітьових реверсивних станах, який включає поперечну та поздовжню прокатки у чорновій КЛІТІ та заключну прокатку в чистовій КЛІТІ, який відрізняється тим, що призначення обтисків під час розбивання ширини при поперечному прокатуванні у чорновій КЛІТІ виконують з урахуванням мінімізації фактора форми в межах h=0,35-0,62 Винахід стосується області обробки металів тиском, зокрема до технології отримання методом прокатки товстих листів У сьогоденні часто виникає потреба здійснювати прокатку широких листів із порівняно вузьких слябів шириною 1550мм У цьому випадку при отримуванні листів товщиною більш ніж 14 мм і шириною понад 2200мм після обрізки поздовжніх кромок на спарених кромкообрізних ножицях утворюються тріщини на поверхні листів у кромок З метою попередження появи тріщин на стані запровадили підвищені пропуски на бокову обрізь (Див Інструкцію ВАТ ММК імені Ілліча "Производство листов в листопрокатном цехе 3000"ТИ227-ПГЛ-15-18) При цьому прокатку листів проводять за поперечно-поздовжньою схемою Спочатку у чорновій КЛІТІ поперечною прокаткою одержують завдану ширину листа з припуском на величину обрізних кромок, а потім, після кантовки і прокатки до необхідної товщини, під кат передається до чистової КЛІТІ, де виконується прокатка до кінцевої товщини листа Збільшення припусків приводить до збільшення втрат металу і разом з тим, не забезпечує повної гарантії відсутності тріщин, тому потрібна додаткова абразивна зачистка поверхні листів Дослідженням виявлено, що виникнення прикромкових тріщин пов'язано з характером деформації металу при розбиванні ширини Відомий спосіб прокатки металу (див авт свід №1540876 В 21В1/00), що включає послідовну прокатку в декількох проходах, в якому для поліпшення якості металу у перших проходах ведуть при ВІДНОСНІЙ довжині осередку деформації 0,05-0,5, розраховуючи при цьому необхідну КІЛЬКІСТЬ проходів У відомому способі потрібно багато проходів, що за температурними умовами неможливо здійснити при гарячому прокатуванні і крім того це знижує продуктивність прокатного стану Найбільш близьким технічним рішенням (прототипом) є спосіб гарячої прокатки товстих листів на двоклітьових реверсивних станах, який включає поздовжню і поперечну прокатки в чорновій КЛІТІ та заключну прокатку у чистовій КЛІТІ, в якому після поперечної прокатки повторно ведуть поздовжню прокатку у чорновій КЛІТІ до досягнення необхідної товщини розкату (див авт свід №1540881, В21В1/38) У відомому способі не враховуються дані розподілу обтиснень по проходах при розбиванні ширини, внаслідок чого можливі випадки прокатки з завищенням допустимих значень фактору форми, що приводить до появи тріщин у кромок листа, В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб прокатки, в якому з урахуванням нових умов здійснення дій знижується ю 52991 тріщиноутворення у прикромкових, зонах і зменшиться бокова обрізь Для розв'язання поставленої задачі в способі гарячої прокатки товстих листів, що включає поперечну і повздовжню прокатки у чорновій КЛІТІ і кінцеву прокатку у чистовій КЛІТІ, у ВІДПОВІДНОСТІ до винаходу, під час поперечної прокатки в чорновій КЛІТІ розподіл обтиску при розбиванні ширини здійснюють з урахуванням мінімізації фактору форми поздовжнього перерізу осередку деформації, який повинен знаходитись в межах 0,35-0,62 Для виявлення закономірності деформації металу в зонах несталого процесу прокатки (НПП) було проведено дослідження Для цього три зразка-моделі з початковими розмірами 20x124x100мм обтискували з різною інтенсивністю від товщини 20мм до 7,2мм при масштабі моделювання 12,5 (Таблиця 1) Таблиця 1 Розміри і деформація зразків для виявлення форми торців № проходів і зразків 11 12 13 21 22 23 31 32 33 41 42 43 Товщина, мм Після До проходу проходу Н, мм п, мм 20,11 19,05 20 08 17 67 20,00 16,53 19,05 17,90 17,61 15,24 16,53 13,67 17,90 16,55 15,24 12,75 13,67 10,35 16 55 15,22 12,75 10,52 10,35 7,38 Обтиск Ah, мм l5, M M hcp, мм Фи 1,06 2,41 3,47 1,15 2,43 2,86 1,35 2,49 3 32 1,33 2,49 2,97 6,37 9,61 11,54 6,64 9,65 10,47 7,20 9,77 11 28 7,14 9,77 10 67 19,58 18,88 18,27 18,47 16,46 15,10 17,23 14,00 12,01 15 88 11,51 8 87 0,327 0,509 0,632 0,360 0,586 0,693 0,418 0,698 0,939 0,450 0,849 1,203 Кожний зразок обтискали 4 рази Після кожного проходу знімали обводки з переднього і заднього КІНЦІВ і бокової кромки (фіг 1) Після цього торці та кромки фрезерували і знову прокатували Внаслідок був отриманий графік залежності довжини накату чи випуклості торці в від фактору форми повздовжнього переріз) осередку деформації - довжина осередку деформації, мм, R - радіус валка, мм, Ah - абсолютний обтиск, мм, , H+h h= z середня товщина розкату, мм Графік приведено на фіг 2 Із графіка помітно, що при Фи,0,75 змінюється випуклістю На передньому КІНЦІ випуклість проявляється вже при Фі!=0,45 і в подальшому збільшується Угнутість торців у зразках з накатом вказує на те, що у даному випадку в період НІШ поверхневі шари металу піддаються більш інтенсивній деформації стиснення ніж центральні шари Витяжка поверхневих шарів стримується пасивною серцевиною і в поверхневих шарах виникають додаткові стискуючі напруження, які сприятливо впливають на якість поверхні листів Такі умови створюються при прокатуванні з Фі!0,75, коли обидва КІНЦІ отримували б випуклість неприпустима взагалі З вищенаведеного ясно, що з метою поліпшення якості листів шляхом попередження виникнення поздовжніх прикромкових тріщин і зменшення бокової обрізі, обтиск в чорновій КЛІТІ при розбиванні ширини необхідно проводити за принципом мінімізації фактора форми Фи Для виявлення характеру напружено-деформованого стану металу при розбиванні ширини слябів з різними значеннями фактору форми проведене дослідження по прокатуванню свинцевих зразківмоделей Початкова товщина зразків - 13,6мм (170мм для натури) СПІВВІДНОСИТЬСЯ з товщиною розкатів, що задаються у валки в останніх проходах при розбиванні ширини на стані 3000, в яких 52991 відбувається найбільш енергійна деформація На поверхню зразків спеціальним маркером наносили штучні дефекти Зразки з дефектами спочатку фотографували, потім прокатували з різними обтисками і удруге фотографували та вимірювали Розміри зразків до і після прокатки наведені у таблиці 2 Таблиця 2 Розміри і деформація зразків серії 7-12 з штучними дефектами Розміри зразків, мм Обтиск Ah, І5, мм Початкові Після проходу hc, мм Фи mm Н /І/ h b в L 7 13,6 74,2 0,80 5,54 13,20 0,42 69,30 69,50 12,80 69,4 8 13,6 13,32 69,8 77,6 1,28 7,00 12,96 0,54 69,60 70,75 9 1,85 8,42 12,68 0,66 L 13,6 69,90 71,30 11,75 70,0 82 6 10 13,6 11,25 69,8 84,7 2,34 9,47 12,43 0,76 69,65 70,40 11 13,6 10,52 69,9 90,7 3,08 10,88 12,06 0,90 69,60 70,00 12 136 3,27 11 19 11,96 0,94 69,60 71,00 10,33 71,1 93,2 моменту прокатки 5.4МН м На фіг З подані фотографії зразків 7-10 після Допустимі розрахункові обтиски в чорновій прокатки У зразка 7, що прокатували при Фи=0,42 КЛІТІ стана 3000 для прокатування листів з дефекти частково закрились рівномірно по всій вуглецевої і низьколегованої сталі при різній площині температурі нагріву слябів наведена у таблиці 7,17,4технологічної інструкції ТИ-ПГЛ-15-98 У зразків 8-10 по мірі збільшення обтиску і Фи відбувалось розкриття дефектів у переднього При максимальному ступені розбивки слябів краю і закриття їх у середній та донній частинах перерізом 250x1550мм на ширину 2850мм товщина розкату буде h=136MM і перед останнім На фіг 4 розміщена фотографія зразків 11 та проходом розбивки 145-150мм 12 до прокатки (фіг 4а) і після прокатки (фіг 46) Тут найбільш чітко проявляється розкриття З наведених таблиць видно, що при ЗМІНІ дефектів у переднього кінця, закриття їх в товщини розкатів, що задаються у валки від 250 до середній частині по довжині зразка і деяке 150мм допустимі обтиски зменшуються лише до розкриття передостанніх дефектів, оскільки декількох міліметрів Фактично, найчастіше прокатку виконували при Ф|1=0,9-0,94 і в цій зоні розбивка ширини здійснюється при постійних або виникали розтягувальні напруження близьких обтисках, як це записано у довіднику "Технологія прокатного виробництва" Наведений приклад показує необхідність побудови схем обтиску при розбиванні ширини за Беняковський М А , Богоявленський К Н , Виткин, принципом мінімізації фактору форми Фи А И та ін М, Металургія, 1991 т2, с 534 У даний час на стані 3000 визначається схема Нижче наводиться приклад прокатки під час прокатки за умови не перевищення допустимої розбивання ширини за існуючою технологією сили прокатки 68.6МН (7000 т с ) і сумарного (табл 3) № зразків Таблиця З Режим обтиску при прокатуванні листа з розмірами 20x2438x19000мм із слябу 250x1550х2850мм (сталь ЕИ - 36 плавка 112888) № проходу 1 2 3 4 Товщина, мм До проходу Н Після проходу h 250,0 221,0 221,0 194,2 194,2 170,5 170,5 146,0 Довжина розкату після кантовки стане його шириною і спричинить значну бокову обрізь, а інтенсивний обтиск в останньому проході при Фі!=0,685 може бути причиною появи тріщин після обрізки кромок За технологією, що пропонується, ступінь розбивання можна знизити і ВІДПОВІДНО Обтиск Ah, Довжина І І5 мм hc, мм Фіі мм MM 29,0 1752 118,0 235,5 0,501 26,8 1995 113,4 207,6 0,546 23,7 2272 106,7 182,4 0,585 24,5 2653 108,4 158,3 0,685 зменшиться бокова обрізь В цьому випадку обтиск у перших 1 -2 проходах обмежується допустимою силою прокатки, а в подальших проходах умовами мінімального значення фактору форми Фи Розбивання ширини для отримання листів шириною 2438мм із слябів шириною 1550мм робили за 4 та 6 проходів (табл 4) 52991 Таблиця 4 Режими обтиску при прокатуванні листа розмірами 20x2438x19000мм із слябу 250x1550х2850мм (сталь А-36, плавка 216088) № проходу 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 Товщина, мм Обтиск Ah, Довжина І, мм До проходу Н Після проходу h мм Розбивка ширини за 4 проходи 250,0 220,0 30,0 1761 220,0 189,4 30,6 2045 189,4 164,7 24,7 2353 164,7 149,2 15,5 2596 Розбивка ширини за 6 проходів 250,0 224,0 1 26,0 1741 224,0 203,0 21,0 1932 203,0 187,0 15,7 2098 187,0 173,0 14,3 2268 173,0 161,0 12,0 2437 161,0 151,0 10,0 2598 Із слябів плавки 216088 сталі А-36 отримали ЯКІСНІ листи при обох варіантах розбивки ширини, при цьому припуски на обрізку кромок були знижені на 55-57мм, або більш ніж на 2% Розбивка за 4 проходи рекомендується для вуглецевих сталей, тоді як розбивку за 6 проходів бажано проводити для низьколегованих сталей Максимальне значення Фи=0,62 відповідає випадку прокатки листів шириною 2500мм з розбивкою ширини за 4 проходи, з раціональним розподілом обтисків В цьому випадку одержали бездефектні листи При прокатуванні листів шириною 2600мм з розбивкою за 4 проходи остання проходить при Фі!=0,67 В цьому випадку на деяких листах виникали тріщини Тому розбивку тут необхідно робити за 6 проходів при Фи' h " bp *-'- J » _ ry-чл о , n j 1650 Обтиск при розбиванні ширини буде Дпр=Нпр=250-234,8=15,2мм, який можливо здійснити за один прохід В цьому випадку = ^480x15,2 = 85,4мм гіс=242,4мм, Фи=0,352 Наведені приклади підтверджують, що обтиск під час розбивання ширини необхідно призначати з урахуванням мінімізації фактору форми Фи межах 0,35-0,62 52991 п.к. зле. 10 б.к. I.I 1.2 1 . 3 2Л t IIOLIO гарячії! і ф і к с и н . и ТОРСІm jili *_»„ 2.3 -1,0 0,3 зд 0,5 0,6 ф г 2 3.2 з.з '.I С с 0,-t а.г D Фіг1 С с С ' 0,6 О,* сектор Форш j % I,С 1,1 I,? 11 52991 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 12