Способ охлаждения двутавровых профилей в линии прокатного стана

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки двутавровых профилей в процессе прокатки. Цель изобретения - уменьшение коробления балки и повышение механических свойств металла путем более равномерного охлаждения профиля. Способ включает подачу воды на середину полок двутавра цилиндрическими струями, диаметр которых равен 0,2-0,3 суммы толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой. Изобретение позволяет уменьшить коробление балок в 1,5-2,0 раза. 3 ил., 1 табл.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 21 Р 1/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4609708/27-02 (22) 22. 08.88 (46) 15,08.90. Бюл. N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники, Свердловский городской центр научно-технического творчества молодежи и Институт машиноведения Уральского отделения АН СССР (72) И.О.Каганский, Г.Г.Траянов, Л.И,3амараев и С.И.Диденко (53) 621 ° 785.79 (088.8) (56) Патент США Ю 3765660, кл. С 21 D 1/62, 1973.

Nippon Steel Тес!1пхса1 Report.

1980, Н 16, р.)25.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к охлаждение и термической обработке двутавровых профилей в процессе прокатки.

Цель изобретения - уменьшение коробления балки и повышение механичес-1 ких свойств металла за счет более равномерного охлаждения профиля.

На фиг. 1 показан график зависимости плотности теплового потока от отношения диаметра натекающих струй воды к ширине зоны охлаждения; на фиг ° 2 — профиль зоны сочленения двутавра; на фиг. 3 - устройство для осуществления предлагаемого способа.

Обработке подвергали двутавровый профиль из стали 09Г2С.

На фиг. 1 показан экспериментальный график зависимости плотности теплового потока (при подаче цилиндри„„SU„„>585З46 А1

2 (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВУТАВРОВЫХ

ПРОФИЛЕЙ В ЛИНИИ ПРОКАТНОГО СТАНА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки двутавровых профилей в процессе прокатки. Цель изобретения " уменьшение коробления балки и повышение механических свойств металла путем более равномерного охлаждения профиля, Способ включает подачу воды на середину полок двутавра цилиндрическими струями„ диаметр которых равен

0,2-0,3 суммы толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой. Изобретение позволяет уменьшить коробление балок в

1,5-2,0 раза. 3 ил., 1 табл, ческих струй воды по центру полки) на краю зоны интенсивного охлаждения от отношения диаметра натекающих струй воды d н к ширине зоны интенсив 1н ,ного охлаждения 1, q = f (— -). Иаксимальное значение плотности отводимого тепловогo потока в центре полки при принятом в эксперименте расходе воды составило !0,5 10 Вт/м при

6 любой величине отношения dH/1 в пределах от 0,05 до l,0.

Анализ сортамента стальных горячекатанных двутавровых балок от профиля lf-10Б1 до h" 70Ш5 показал „ что отношение тслщины самой массивной части балки к толщине полки составляет

1,4-2,4, следовательно, и плотность теплового потока при охлаждении от центра полки до края зоны интенсив1585346 ного охлаждения должна уменьшиться в 1,,4-2,4 раза.

Следовательно, уменьшив величину

d„/1 в 1,4-2,4 раза, для края зоны интенсивного охлаждения получим зна5 чение 4,3-7,5 10 Вт/м . График на фиг. 1 справедлив для цилиндрических струй воды, На фиг. 2 изображен профиль зоны сочленения двутавра У 50Ш1 (линия 1) с нанесенными на нем линиями 2 распределения теплового потока охлаждения при отношении dH/1 в пределах от

0,05 до 1,0 и при фиксированном значении расхода охлаждающей воды, рассчитанными на основе фиг. 1.

Заштрихованная на Фиг-.2 зона - экспериментально определенное распределение отводимого теплового потока, обеспечи-20 вающее достижение поставленных целей.

Уменьшение отводимого теплового потока с края зоны интенсивного охлаждения в 1,4-2,4 раза соответствует значениям отношения й„/1 в пределах 0,2- 2S

0,3. Изображенные на фиг. 2 кривые тождественны для любых профилей дву.тавров от У 10 до М 70. Толщина самой массивной части балки определялась, как диаметр вписанной B зону сочленения окружности (линия 3).

Ширина зоны интенсивного охлаждеHvIR 1 принята равной сумме толщины стенки двутавра S и удвоенного радиуса сочленения стенки с полкой r. Если 1 > S + 2r, то высокоинтенсивному

- охлаждению подвергаются менее массивные элементы профиля - периферийные части полок, что приводит к их переохлаждению, Если 1 (S 2r, интенсивному охлаждению подвергаются не все сочленения.

Если диаметр натекающих струй воды близок к ширине зоны интенсивного охлаждения (d„/1 ) 0,3), одинаковому . отводимому тейловому потоку подвергаются разномассивные части профиля, что создает градиент температур по ширине полки. С другой стороны, при очень узкой струе воды (dz/1 0,2)

I н массивные части профиля охлаждаются

i недостаточно. И в том,и другом случае увеличиваются остаточные напряжения в металле, что приводит к коробпению балки, падению механических свойств.

Все это снижает эффективность охлаж55 дения.

На фиг. 3 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа избирательного охлаждения двутавровых профилей в линии прокатного стана. К раздающим коллекторам 1, укрепленным на раме 2, осуществляется подвод воды 3 через регулировочные вентили 4. Водоподводы перемещаются в вертикальной плоскости при помощи механизмов 5 для установления водяных сопел 6 по центру полок двутавра 7.

Диаметр натекающих струй воды устанавливается в зависимости от номера охлаждаемого профиля из условия

dI,/1 = 0,2-0,3. Цилиндричность струй воды и ее расход регулируется венти" лями 4.

Проводили охлаждение двутавра Г 50Ш1 при фиксированном значении расхода охлаждающей воды и различных диаметрах натекающих струй воды, осуществляемое на устройстве, изображенном на фиг. 3. Ширина зоны сочленения этого профиля 1 = S + 2r составляет 63 мм. Профиль зоны сочленения этого двутавра изображен на фиг. 2. При движении готового двутавра, имеющего температуру 950 С, по рольгангам прокатного стана из водяных сопел 6 (фиг.3) подавали на середины полок двутавра цилиндрические струи воды, при этом насадки сопел меняли от диаметра 6,3 мм (dz/1 = 0,1) до 25,2 мм (d

В таблице йриведены механические свойства, определенные по вырезанным из двутавровой балки темплетам (сталь

09Г2С), причем темплеты вырезали из края полки (на расстоянии 1/6 от края а, и из середины полки двутавров б) - охлажденных согласно предлагаемому и известному способам. В таблице приведены также данные по кривизне стенки двутавра f в зависимости от способа охлаждения, что характеризует величину коробления балки. Кроме того, в таблице указаны свойства двутавра после обработки по известному способу (охлаждение двутавра с помощью струй воды, направляемых на внешние поверхности и нижние части внутренних поверхностей полок).

Таким образом, предлагаемый способ охлаждения двутавровых профилей (примеры 2-4) позволяет по сравнению с известным увеличить предел прочности в середине полки на 1,54, предел прочности на краю полки на jь, пре5 15853 дел текучести в середине полки на 23, предел текучести на краю полки на

111 и относительное удлинение и ударную вязкость на 5-10ь, снизить разброс механических свойств на краю полки и в ее середине с 7-!2 до 1-5ь, за счет этого уменьшить коробление балки в 1,7-2,5 раза.

Ъ

Отклонение от предлагаемых пределов отношения диаметра натекающих струй к ширине эоны интенсивного охлаждения, принимаемой равной зоне сочленения, приводит к значительному ухудшению всех параметров (примеры

5и6).

Способ охлаждения (отношение Йк/1) Иеханические свойства

KCV-40, Идж/м2

При мер мм f (кривизна стенки) < в KCV+20, ИПа - ИПа 3 ИДж/м

0,36

0,40. а 320 - 460 31 О 65 2,5 б 345 500 36 0,69

Известный

Предлагагаемый а 340 500 35 0,68 б 350 510 38 0,70

1,4

0,40

0,42

1,0 0,41

345 505 36

0,69

0,42

0,41

350 510

340 500

345 510

320 480

0,70

0,68

39

1 5

38

0,43

2,2 0,38

0,71

0,66

345 500

0;41

0,70

2,5

310 460 30

350 490 36

0,64

0,36

0,69

0,40

dH/1 = 0,20

Нйжний предел

d /1 = 0,25 а

Средний предел б

dö/1 = 0,30 а

Верхний предел 6

dí/1 = 0,10 а

Отношение ниже б нижнего предела с1,/1 = 0,40 а

Выше верхнего б предела формула изобретения

Способ охлаждения двутавровых проФилей в линии прокатного стана, включающий подачу воды на внешние поверхности полок двутавра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения коробления балки и повышения механических свойств металла путем более равномерного охлаждения профиля, подачу воды осуществляют на середину полок двутавра в зону интенсивного oxnawдения цилиндрическими струями, диаметр которых составляет 0,2-0,3 ши рины этой зоны, а ширину зоны интен-, сивного охлаждения принимают равной сумме толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой ° у fg, . 87/

&pfJg Я ,Р РЛ 04 Р5 дб 07 ф РЯ

7 б

15о 5346

Составитель В.Русаненко

Редактор И.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2305 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101