Способ прокатки технически чистого железа

 

Сущность изобретения: осуществляют нагрев и прокатку на промежуточный профиль с температурой конца прокатки выше верхнего порога красноломкости, определяемого по математическому выражению для конкретной марки железа в зависимости от содержания серы и марганца. Затем осуществляют подстуживание до температуры ниже нижнего порога красноломкости и осуществляют окончательную прокатку на готовый профиль, температуру определяют для каждой марки в зависимости от содержания в нем серы и марганца в соответствии с предлагаемым выражением и заканчивают прокатку при температуре не ниже 720°С. 5 ил., 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 2.1 B 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

y tie>g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

,фь Ю

iC) ! (,> (21) 4793838/02 (22) 20.02,90 (46) 23.05,92. Бюл, ¹ 19 (71) Челябинский металлургический комбинат и Научно-исследовательский институт металлургии (72) Е.В.Руднев, Г,Е.Трусов, P.Ô.Максутов, Е.M. Камел ько в, Б.Н.Шаповалов, Ю,Е,Ериклинцева, Р.П.Кокорина и Г.Е,Талалайкин (53) 621.771.04(088.8) (56) "Сталь". — M.: Металлургия, 1974, ¹ 9, с.826, Гуревич Д.Я. Краткий справочник прокатчика, государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. — М., 1955, с.12-13, 136 — 137.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для прокатки технически чистого железа.

Известен способ прокатки Армко-железа, включающий нагрев металла до 1280—

1300 С, окончание прокатки при 1130 С, подстуживание и прокатку полученного промежуточного профиля с температурой

990 — 1010 С до конечного сорта.

Недостатком данного способа является то, что окончание прокатли на промежуточный профиль при 1130 С вынуждает нагревать металл до 1280-1300 С, что связано с повышенными энергозатратами и потерями на окисление. Начало прокатки промежуточного профиля при 990 — 1010 С приводит к попаданию металла в зону красноломко„„ Ц „„1734900 А1 (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ЖЕЛЕЗА (57) Сущность изобретения: осуществляют нагрев и прокатку на промежуточный профиль с температурой конца прокатки выше верхнего порога красноломкости, определяемого по математическому выражению для конкретной марки железа в зависимости от содержания серы и марганца, Затем осуществляют подстуживание до температуры ниже нижнего порога краоноломкости и осуществляют окончательную прокатку на готовый профиль, температуру определяют для каждой марки в зависимости от содержания в нем серы и марганца в соответствии с предлагаемым выражением и заканчивают прокатку при температуре не ниже

720 С. 5 ил., 2 табл. сти — пониженной пластичности, что является причиной заведомого брака.

Известен способ прокатки технически чистого железа, включающий нагрев металла и прокатку на промежуточный профиль с температурой конца прокатки выше верхнего порога красноломкости, подстуживание до температуры ниже нижнего порога красноломкости и окончательную прокатку на готовый профиль.

Недостатком известного способа является неоправданно высокая температура нагрева 1250 — 1350 С, что приводит к повышенным потерям металла на окисление и ухудшению качества поверхности, а высокая температура окончания прокатки на промежуточный профиль приводит к увели1734900

Т» > (950 + 10000S)е

T» (950+ 10000S) е чению подстуживания, что снижает производительность прокатки, Целью изобретения является повышение выхода годного.

Прокатку осуществляют в температур- 5 ном интервале, исключающем попадания прокатываемого металла конкретной марки железа в зону красноломкости, и окончание прокатки на конечный профиль до достижения температуры резкого увеличения со- 10 противления деформации.

На фиг, 1 показан график изменения сопротивления деформации в зависимости от температуры окончания прокатки; на фиг. 2— график изменения величины относительного 15 сужения ф в зависимости от температуры конца прокатки на промежуточный профиль

T для марки железа ЖЧК-4; на фиг. 3— график изменения величины относительного сужениями в зависимости от температуры 20 начала прокатки на окончательный размер

Т для марки железа ЖЧК-4; на фиг. 4— номограмма определения температуры конца прокатки на промежуточный профиль Т», на фиг. 5 — номограмма определения темпе- 25 ратуры начала прокатки на конечный размер Тн.

Экспериментально установлено, что температурный диапазон зоны красноломкости для всех ЖЧК находится в пределах 30 (1100 — 950) — (950 — 800) С, в зависимости от содержания серы и марганца — в пределах (950+ 10000S) е

)4 6м з 0 61 — (950- 10000S) е . а прокатка на конечный профиль должна быть закончена при температуре не ниже

720 С, что исключает перегрузку оборудования (фиг. 1). Окончание прокатки на промежуточный профиль при температуре, выше определяемой из соотношения связано с увеличением температура начала прокатки, что является причиной увеличения энергозатрат и потерь на окисление, ниже — возможно попадание металла в зону красноломкости.

Начало прокатки на конечный профиль выше температуры, определяемой иэ соотношения а6М 6о,61

Т «(950 — 10000S) е приводит к прокатке в зоне красноломкости, ниже — к уменьшению температурного интервала прокатки, что может привести к окончанию прокатки ниже 720 С и повышению давления на валки (фиг, 1).

Для определения температурного диапазона красноломкости в зависимости от содержания марганца и серы изготовили образцы из всех марок ЖЧК (табл. 1) с максимальными, минимальными и средними содержаниями марганца и серы, На средние значения изготовлено не менее пяти вариантов образцов. Испытание образцов для определения пластичности (относительное сужение, ф) проводят на пластометре в диапазоне температур 700 — 1300 С через 20 С. Для каждого содержания серы и марганца (табл. 1) определяют пластичность (относительное сужение ф) при температуре, обеспечивающей ф 60 (удовлетворительная пластичность). Например, для ЖЧК-4, содержащего 0,009 серы, 0,05 марганца, при ф > 60 j верхний предел красноломкости равен 990 С (фиг. 2), нижний — 900 С (фиг, 3), Следовательно, прокатка в температурном диапазоне 900 — 990 С может привести к появлению брака (разрушения, трещины и т.д.). Температуру нагрева под прокатку на промежуточный профиль выбирают из условия необходимости окончания прокатки до достижении температуры, определенной из соотношения а начало прокатки на конечный профиль при температуре, выше температуры, определенной из соотношения

14 М 061

Т. «(950-10000S) е"" " температура окончания прокатки должна быть не ниже 720 С.

Обработка экспериментальных значений позволяет вывести соотношения для определения интервалов начала и конца красноломкости, а также определить нижний интервал температуры прокатки, обеспечивающий окончание прокатки без черезмерного давления на валки. Из указанных зависимостей следует, что для всех марок ЖЧК верхний предел красноломкости в зависимости от содержания серы и марганца равен или меньше 1100 С, нижний равен или больше 800 С, 1734900

На основании соотношений, определяющих верхний и нижний пределы зоны красноломкости, построены номограммы определения температуры конца прокатки

Т (фиг. 5). Порядок использования номограммы следующий: на оси ординат находят точку, показывающую содержание серы в металле. Точка пересечения кривой содержания серы с линией содержания марганца, спроектированной на осьтемператур, показывает температуру конца или начала про. катки. На номограммах (фиг. 4 и 5) показан порядок определения температуры конца и начала прокатки для ЖЧК-4, содержащего

0,07 /, марганца и 0,009 / серы. Из номограммы (фиг. 4) температура конца прокатки

990 С, из номограммы (фиг, 5) температура начала прокатки 915 С.

Способ прокатки технически чистого железа осуществляют в опытно-промышленныхых условиях стана 250. По химическому анализу плавки по номограммам (фиг. 4 и 5) определяют температуру конца прокатки на промежуточный профиль и температуру начала прокатки на конечный профиль, Данные температуры можно определить из соотношений

Тк (950 + 1 PPPPS) e — 7 SVnVS аом зо

Т (950- 100PS)e

При определении температуры нагрева металла необходимо учитывать тип стана и его калибровку, так как прокатку осуществляют на стане 250, то температура нагрева под прокатку должна быть на 100 — 130OC выше температуры конца прокатки, Нагретый металл до заданной температуры прокатывают до промежуточного профиля, затем металл подстуживают до температуры, определенной из номограммы (фиг, 5), и осуществляют окончание прокатки на конечный профиль при температуре выше

720 С.

Результаты основных опытов по известному и предлагаемому способам из ЖЧК приведены в табл. 2.

В табл. 2 примеры 1 — 3 характеризуют прокатку Ilo известному способу, Нагрев до

1250 — 1350 С вызывает потери металла на окисление 1,0 — 1,5/, снижает темп прокатки (продолжительность прокатки составляет 440 — 450 с). Прокатка заканчивается при температуре ниже 720 С, что приводит к повышению давления на валки более 16 МПа.

Прокатка по предлагаемому способу приведена в примерах 4 — 12. Окончание прокатки при 1130 С (пример 4) связано с увеличением температуры нагрева под

5 прокатку до 1240 С. Продолжительность подстуживания возрастает до 390 с, общая продолжительность — до 490 с, возрастают потери на окисление и снижается выход годного (0,9/98,6 соответственно). С повыше10 нием содержания марганца эффект применения предлагаемого способа повышается, так как снижается температура конца прокатки на промежуточный профиль и повышается температура начала прокатки

15 на конечный профиль.

По примеру 8 содержание Мп = 0,10, S = 0,008, и рокатка без дефекта и ри температуре окончания прокатки 970 С, подстуживание вообще не требуется.

20 Производительность максимальная. В примерах 10 — 13 прокатка за предлагаемыми пределами, Температура окончания прокатки на промежуточный профиль ниже расчетной 980 С. Появляются трещины (пример

25 10), В примере 11 начало прокатки на конечный профиль (970 С) выше расчетной (875 С) — образец разрушается.

Способ прокатки технически чистого железа из ЖЧК-З, содержащего S = 0,010 и

30 Мп =0,02. По номограммам (фиг. 4 — 5) или из соотношений

Тк = (950 + 10000$ ) - е

О,61

35 Т», =(950-10000S) е определяют температуру конца прокатки на промежуточный профиль и начала на конечный профиль с учетом содержания в ЖЧК

40 марганца и серы. Для данной марки ЖЧК-3

Тк = 1020 С; Тн = 870 С.

Учитывая, что прокатка ведется на стане

250, температура нагрева под прокатку должна быть выше на 110 — 130 С, т,е. 1120 С, 45 она обеспечивает окончание прокатки до достижения температуры 1020 С, Нагретый металл прокатывают до промежуточного профиля, при этом температура окончания прокатки равна 1020 С, металл подстужива50 ют (продолжительность подстуживания для различных марок ЖЧК показана в табл. 2), Прокатку на конечный профиль начинают при Т = 870 С, она обеспечивает окончание прокатки при температуре не ниже 720 С, 55 что устраняет перегруз стана.

Применение предлагаемого способа позволяет снизить потери на окисление за счет снижения температуры нагрева под прокатку, сократить продолжительность подстуживания, что повышает производи1734900 тельность стана, сократить продолжительность и температуру нагрева под прокатку, что также повышает производительность и одновременно снижает затраты знергоресурсов, повысить выход годного металла за счет прокатки конкретной плавки в температурном диапазоне, устраняющем краснол ом кость. повышения выхода годного, температуру конца прокатки на промежуточный профиль определяют из выражения

5 -Т 950+ 10000 с;) — т,бмп3/а окончательную прокатку на готовый профиль осуществляют в диапазоне температур

10 начала и конца прокатки

Формула изобретения

Способ прокатки технически чистого железа, включающий нагрев и прокатку на промежуточный профиль с температурой конца прокатки выше верхнего порога красноломкости, подстуживание до температуры ниже нижнего порога красноломкости и окончательную прокатку на готовый профиль, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью

0,61

Т11 (950 - 10000 S) е " - 720, 15 где (4/1п — массовая доля марганца в технически чистом железе, мас,%;

S — массовая доля серы в технически чистом железе, мас. .

Таблица .1

Таблица 7

Температура окончания про катки, С оВыход годного (окалина/ общий,, 4/8

Качество

Повыыаиие производительноети (пророляитепьность прокатки, Давление на валки, Мда

Температура окончания проч катки, С

Содерыа-ие компонентов,у

Температура начага прокатки ч

ПроголчительТемпература нагрева лод пронатку, С

Гример

Марка мелева подстумиваь ния, С

Факти- Расчетческая ная

Факти- Расчетческая ная с ) Известный

2

900 700 16,0

920 690 16,5

800 700 16,0

1,5/98,5

1,5/98,5

1,0/99,0

440 б.д.

440 То we

450

800

995 340

1020 34о

1100 350

ХЧК-3 0,010

ХЧК-4 0,010 хчк-4 о

1150

0,012 1300

0,015 1350

0,015 1250

0,9/98,6

0,5/99,5

0,3/99,7

0,3/99,7

0,2/99,8

0,2/ 99,8

150

16,0

7,0

6,0

6,0

6,0

6,0

4,5

970.

970

Трещины обрчзец

To we рэзрущился

П р и м е ч а и и е. б.п. -, без подстуиивания; б.п. - 6ee eel(leWTOe.

35 предлагаемый ч

6

8

11

12

ХЧК-1 О

ХЧК-1 0

ХЧК-3 О

ХЧК-4 0,10

ХЧК-2 0,10

ХЧК-3 0,05

ХЧК-1 0,10

ХЧК-2 0 хчк-3 0,06

ХЧК-4 О

0,015

0,015

0,008

0,015

0,008

0,007

0,008

C,008

0,010

0,015

1150

1О3О

1050

1100 390

1100 300

1030 160

102Ч 140

970 б.п.

975 50

98О

970 б.п.

1100

8оа 7оо

800 720

870 750

88о 750

970 760

920 760

875

Ь а 8

Ъ б

Q.

8Ою аоо

7еипевавуюа, C

Фиг.1

1734900

1734900

С,Б4

G, GIC

С) Сос

9сС

С,СС

С., ОС2

С Сс GCI СИ. CCt С i 80

Рг 5

45

Составитель Е.Руднев

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор И. Шулла

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

Заказ 1770 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5