Способ изготовления сортового проката

 

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно к производству сортового проката на линейных прокатных станах, на отводящем рольганге которых за чистовой клетью осуществляют несколько возвратно-поступательных перемещений раската, равных числу пропусков в чистовой клети. Цель - улучшение качества проката путем повышения равномерности свойств по его длине. После , нагрева заготовки и горячей прокатки раскат охлаждают в течение 4- 10 с отдельными участками с пропусками метвду ними. Длина охлаждаемых участков составляет L L пр - -(0,5...2,0)-К„р(,ф, где L „р - длина мерного отрезка проката, мм; N цроф - максимальный размер поперечного сечения прокатываемого профиля, мм. Порезку проката осуществляют после охлаждения в промежутках между охлажденными участками на расстоянии длины мерного отрезка от системы охлаждения . 2 табл. (Л со ел sj 4 оо |

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1357437 А1 (51)4 С 21 Л 1/02. 8/00, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3969025/31-02 (22) 28.10.85 (46) 07.12.87, Бюл. Х - 45 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А.Минаев, А.Г.Носанев, А.Г.Мамурков, С;В.устименко, П.Ф.Бублик, В.П.Алешин и В.В.111ишкевич (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

R- 929715, кл. С 21 D 1/02, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРТОВОГО

ПРОКАТА (57) Изобретение относится к области прокатного производства, а именно к производству сортового проката на линейных прокатных станах, на отводящем рольганге которых за чистовой клетью осуществляют несколько возвратно-поступательных перемещений раската, равных числу пропусков в чистовой клети. Цель — улучшение качества проката путем повышения равномерности свойств по его длине. После. нагрева заготовки и горячей прокатки раскат охлаждают в течение 410 с отдельными участками с пропусками между ними. Длина охлаждаемых участков составляет L „„= L „р—

-(0,5...2,0) Nn где Ь пр — длина проф мерного отрезка проката, мм; N ypoy максимальный размер поперечного сечения прокатываемого профиля, мм.

Порезку проката осуществляют после ф охлаждения в промежутках между охлажденными участками на расстоянии длины мерного отрезка от системы охлаждения. 2 табл. С:

15 дого мерного отрезка отдельно, потому что во время реза движение проката прекращается. Этим же обстоятельством определяется длина участка охлаждения.

Регламентирование времени охлаждения каждого мерного отрезка в течение 4 — 10 с связано с режимами охлаждения различных профилей, входящих в сортамент стана, и технологическими воэможностями пил горячей

1 13574

Изобретение относится к области прокатного производства„ а именно к производству сортового проката на линейных прокатных станах, на отводя5 щем рольганге которых за чистовой клетью осуществляют несколько возвратно-поступательных перемещений раската, равных числу пропусков в чистовой клети. 10

Целью изобретения является улучшение качества проката путем повышения равномерности свойств по его длине.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят прокатку полособульбового проАиля Р 22 из стали. Заготовку нагревают, подвергают горячей прокатке и транспортируют по отводящему рольгангу к пиле горячей резки для порезки на мерные длины. Перед порезкой на пиле прокат охлаждают в охлаждающем устройстве водовоздушной смесью в течение 2 — !2 с. Охлаждаю- 25 щее устройство располагают перед пилой на расстоянии, равном мерной длине проката, составляющей 8 м. Длину участка охлаждения устанавливают меньше длины мерного отрезка. Он рав- 30 няется 7780 мм.

Прокат подают на участок охлаждения таким образом, что передний конец проката, идущий в обрезь, находится вне пределов участка, а первый по ходу движения проката мерный отрезок охлаждается в зоне интенсивного охлаждения. Затем раскат транспортируют к пиле, производят обрезку головной обреэи, Первый мерный отрезок в это

BpgMH охлаждается на воздухе между установкой и пилой, а второй по ходу полосы охлаждается в зоне интенсивного охлаждения, Процесс продолжают до полной порезки раската.

Время охлаждения полособульбового проАиля Р 22 из стали и результаты механических испытаний приведены в табл.1, Как видно из результатов, приведенных в табл ° 1, при охлаждении за время, меньше, чем 4 с, не выполняются требования ГОСТа по прочностным характеристикам, а при времени охлаждения больше 1О с уровень пластических свойств ниже требований ГОСТа.

Время охлаждения больше 10 с также является сдерживающим фактором выполнения технологии процесса прокатки.

37 2

Необходимость расположения участка охлаждения от пилы горячей резки на расстоянии, равном мерному отрезку проката, диктуется следующими соображениями, На крупносортном стане 620 в чистовой клети производится четыре пропуска, в связи с чем нет возможности размещения установки для ускоренного охлаждения непосредственно за чистовой .клетью. Целесообразно разместить установку перед пилой на отводящем рольганге стана. Расположение участка охлаждения на расстоянии, равном мерному отрезку проката от пилы, позволяет использовать время реза для ускоренного охлаждения проката с целью повышения уровня его свойств и позволяет добиться равномерности свойств по длине полосы, так как несоблюдение этого равенства приведет к тому, что отдельные участки полосы будут охлаждены недостаточно, а другие будут переохлаждены, что в конечном итоге приведет к неравномерности механических свойств по длине и нерациональному использованию охлаждающей воды.

Так как порезка проката осуществляется пилами горячей резки, возникает необходимость охлаждения кажрезки.

В результате исследования технологических особенностей участка ускоренного охлаждения стана 620, являющегося типичным представителем крупносортных линейных станов, установлено следующее.

3а время охлаждения менее 4 с крупносортный прокат охлаждается от температуры конца прокатки до 850880 С, что приводит к незначительному повышению комплекса механических свойств, т.е. эфАекта термомеханической обработки практически не наблюдается. Следовательно, время 4 с является необходимым и достаточным для

135743 охлаждения профиля с минимальным для сортамента крупносортного стана сечением и его порезки на пиле с новым диском.

При охлаждении проката свыше 10 с происходит охлаждение до 500-550 С, что влечет за собой значительное повышение прочностных и снижение пластических свойств готового проката ниже- уровня требований ГОСТа. 10

Таким образом, в интервале 4-10 с осуществляется охлаждение и порезка любого профиля из сортамента крупносортного прокатного стана при соблюдении технологических возмож остей 15 пил горячей резки.

Для соблюдения установленного технологией температурного режима работы пилы и сохранения таким образом ее производительности и стойкос- 20 ти диска прокат в месте порезки не охлаждается. С этой целью длина участка охлаждения проката устанавливается меньше мерного отрезка на (0,52,0) максимального размера поперечно-25

ro сечения прокатываемого профиля.

Функциональная зависимость длины охлаждаемого участка от номера профиля связана с наличием в сортаменте прокатного стана профилей с различ- 30 ным размером поперечного сечения.

Чем больше поперечное сечение профиля, а следовательно и его металлоемкость, тем медленнее происходит теплообмен между горячим участком 35 реза и охлажденным телом полосы.

Интервал (0,5-2,0) х N „ позволяет учесть скорость передачй тепла для профилей различной металлоемкости.

При производстве проката по известному способу разброс прочностных свойств по длине раскатов составляет

5-9 кгс/мм1.

Разброс прочностных свойств при производстве продукции по предлагае- <5 мому способу, определенный в результате его экспериментального опробования в условиях стана 620 значительЭ г но меньше и составляет 2,0-4,0 кгс/мм . что имеет физическое обоснование. 50

При реализации известного способа предполагается охлаждение раската длиной 80 м, т.е. режим охлаждения одинаков для всех 80 м длины раската.

Как известно, неравномерность механических свойств по длине проката определяется главным образом наличием температурного клина по длине

7 4 раската. На длине 80 м арматурного профиля N - 12 перепад температур переднего и заднего конца раската, как показывают расчеты, составляет 5060 С, Значит, при необходимости попасть в довольно узкие интервалы температур конца ускоренного охлаждения, в случае известного способа, не все участки длины гаската попадают в этот интервал, что приведет к значительному разбросу механических свойств (5-9 кгс/мм ).

По предлагаемому способу охлаждению подвергаются участки раската S и, причем в неподвижном относительно охлажпающего устройства состоянии.

Разница температур перецнего и заднего конца в данном случае не превышает 20-25 С.

Таким образом, сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов показал, что неравномерность механических свойств больше при изготовлении сортового проката известным способом.

Опытно-промышленное опробование предлагаемого способа изготовления проката проводили в условиях стана

620. Ускоренному охлаждению подвергали полособульбовые профили Ф 1824. Длина участка охлаждения проката устанавливалась меньше длины мерного отрезка на 0,5-2,0 максимального размера поперечного сечения профиля.

В случае производства полособульбового профиля 18 при длине неохлаждаемого участка Ä0,5 N „р,ф ) 90 мм и времени охлаждения 6 с перепад температур между охлаждаемым и неохлаждаемым участком полосы к моменту начала разрезания не превышает, как показывают расчеты, 5-10 C что соответствует разбросу прочностных .механических свойств не более 0,5-1,0 кг/мм . Однако абсолютное значение температуры металла в месте разрезания составляло 760-770 С и находилось на нижней границе допустимого интервала температур, обеспечивающего нормальную работу пилы.

В случае производства полособульбового профиля Ф 24 при длине неохлаждаемого участка (2,0 N „,ф )480мм и времени охлаждения 10 с перепад температур между охлаждаемым и неохлаждаемым участком полосы к моменту фазовых превращений составляет около

5 13574

50 С, что с учетом процессов самоотпуска и теплообмена между охлаждаемым и неохлаждаемым участками полосы

I приводит к разбросу прочностных свойств 4-5 кг/мм .

Абсолютное значение температуры металла в месте разрезания составляет 850-900 С, что определяет наилучшие температурные условия работы 10 нилы.

Таким образом, интервал (0,5-0,2)

Nпо,y определяет оптимальную величину неохлаждаемого участка и позволяет учесть скорость передачи тепла для профилей различной металлоемкости. Причем для профилей малой металлоемкости целесообразно длину неохлаждаемого участка раската устанавливать близкой к 2,0 Nnp,, а для профилей больней металлоемкости— близкой к 0,5 И„„,ф .

Полособульбовый профиль Ф 18 охлаждается быстрее, а N - 24 медленнее в интервале времени 4-10 с. Интервал 25

4-10 с выбран в результате обработки данных, полученных во время опытнопромышпенных исследований предлагаемого способа.

Во время исследований производилось охлаждение полособульбовых профилей Р 18 22 и 24, время охлаждения варьировалось в пределах 4-6, 6-8, 810 C s

Результаты. приведены в табл. 2.

Как видно из результатов, приведенных в табл.2, при охлаждении полособульбового.профиля N - 18 свыше

10 с пластические свойства (d ) ниже требований ГОСТа, так как при охлаждении в интервале 8-10 с относительное уцлинение минимально удовлетворяет требованиям ГОСТа. Кроме того, увеличение времени охлаждения 45 для профиля Ф 18 свыше 10 с приведет к неразумному и нерациональному повышению прочностных свойств. Проанализировав результаты охлаждения п/б .профиля Ф 24 видно, что при вре37

6 мени охлаждения 4-6 с прочностные свойства (4 ) минимально удовлетворяют требованиям ГОСТа, а при меньшем времени охлаждения они ниже допустимого уровня, I

Кроме того, настоящий стандарт допускает значения не менее значений

ГОСТа, т,е. некоторое превышение этих значений в этом случае не явля-. ется нарушением, так как это превышение находится в разумных пределах, Таким образом, интервал времени охлаждения 4-10 с удовлетворяет всему сортаменту стана, является необходимым, позволяющим совместить охлаждение проката с его одновременной пореэкой на пилах горячей резки.

Формула изобретения

Способ изготовления сортового проката преимущественно на линейных прокатных станах с пореэкой проката на пилах горячей резки, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, охлаждение с получением чередующих— ся закаленных и незакаленных участков, порезку на мерные отрезки на незакаленных участках, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения качества проката путем повышения равномерности свойств по длине, охлаждение участков проката, подвергаемых закалке, проводят в течение

4-10 с, а их длину определяют иэ соотношения

1 охл 1 пр (0 5 2«0) про4 где 1. „„ — длина участка охлаждения, мм;

L — длина мерного отрезка проката, мм;

N>»4, — максимальный размер поперечного сечения прокатываемого профиля, мм, а порезку проката осуществляют на расстоянии длины мерного отрезка.

1357437

Таблица 1

Механические свойства

Среднемассовая о температура, С ремя охлаждения, с

-4о в

MIla те

MIIa

410

305 27 ю0

305 27,0

310 26,0

420

900

430

480

880

500

470

820

470

24,5

330

520

770

450

22,0

545

325

710

410

19,0

320

570

660

Требования

ГОСТа 5521-76 ъ,294 ) 21,0

294

3 441

Таблица2

Номер профиля Время охлаждения, с

Механические свойства и, МПа 6, МПа

4-6

320

515

23,5

335

4-8

525

350

8-10

550

4-6

27,6

308

490

320

6-8

510

23.

325

8-10

535

300

4-6

445

305

6-8

460

33 5

312

470

8-10

Составитель В.Китайский

Техред И.Попович Корректор Г.Решетник

Редактор Н.Егорова

Заказ 5970/24 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4