Способ прокатки заготовок

 

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при получении заготовок квадратного сечения из непрерывнолитых и катаных блюмов. Способ включает последовательное деформирование раската прямоугольного сечения в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными и ромбическими калибрами. С целью исключения разрывов передних концов раската деформирование раската в ящичных калибрах ведут до достижения величины l_g/H_ср 0,5 - 0,6 (где l_g- длина очага деформации, H_ср - средняя толщина раската в очаге деформации). После деформирования раскат кантуют на угол 45^o и завершают его обжатие в ромбических калибрах. 2ил., 1 табл.

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при получении заготовок квадратного сечения из непрерывнолитых и канатных блюмов.

Известен способ прокатки заготовок, включающий обжатие в ящичном калибре, кантовку раската на 45^o вокруг продольной оси и обжатие в четырехвалковом калибре с приводными и холостыми валковыми парами, согласно которому перед задачей раската в четырехвалковый калибр на его двух ребрах, лежащих по диагонали, формируют площадки, а при задаче в калибр раскат направляют указанными площадками в холостую пару [SU а.с. N 1623805, B 21 B 1/02, 30.01.91].

Недостаток известного способа состоит в том, что в процессе прокатки раската в ящичном калибре в средней его части из-за неравномерности деформирования по толщине формируется зона с осевой несплошностью и микроразрывами, которая является причиной разрыва переднего конца раската на выходе из валков.

Известен также способ прокатки заготовок в обжимно-заготовочном комплексе, включающий последовательную деформацию раската в ящичных калибрах блюминга и непрерывно-заготовочного стана с промежуточными кантовками и дальнейшую прокатку в калибрах до получения требуемой заготовки, причем в процессе прокатки в ящичных калибрах по достижению раскатом суммарной вытяжки в калибрах, равной 0,075-0,2 максимальной суммарной вытяжки при прокатке в калибрах по всему сортаменту заготовок, производят обжатие квадратной заготовки в направлении диагоналей в четырехвалковом квадратном замкнутом калибре [SU а.с. N1676688, B 21 B 1/00, 15.09.91].

Недостаток данного способа также состоит в том, что в процессе прокатки раската в ящичных калибрах из-за неравномерности вытяжек по толщине происходит образование несплошности металла в плоскости оси раската, наплывов в переднем конце. Это приводит к разрывам передних концов раскатов на выходе из очага деформации и окову валков.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ прокатки заготовок, включающий последовательное формирование раската прямоугольного сечения вначале в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными калибрами, а затем в горизонтальных и вертикальных валках с ромбическими калибрами до получения требуемой заготовки квадратного сечения [Грудев А.П. и др. Технология прокатного производства. Москва, Металлургия, 1994, с.145-146] - прототип.

Недостаток известного способа состоит в том, что в процессе прокатки раската в вертикальных и горизонтальных валках с ящичными калибрами деформация распределена неравномерно по его толщине, прилегающие к валкам слои металла получают большую вытяжку, чем средняя часть раската. Это приводит к образованию дефекта "закат", разрыву передних концов раскатов и окову валков.

Цель изобретения состоит в исключении разрывов передних концов раскатов и окова валков.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе прокатки заготовок, включающем последовательное деформирование раската прямоугольного сечения в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными и ромбическими калибрами, согласно предложению деформирование в ящичных калибрах ведут до достижения величины l_д/H_ср = 0,5 - 0,6, где l_д - длина очага деформации; H_ср - средняя толщина раската в очаге деформации, после чего раскат кантуют на угол 45^o и завершают его обжатие в ромбических калибрах.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются способами прокатки заготовок. Оба включают последовательное деформирование раската прямоугольного сечения в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными калибрами. Также в обоих способах после прокатки в ящичных калибрах раскат прокатывают в вертикальных и горизонтальных валках с ромбическими калибрами до конечного размера.

Отличия предложенного способа состоят в том, что деформирование раската в ящичных калибрах ведут до достижения отношения величин l_д/H_ср = 0,5 - 0,6, тогда как в известном способе это отношение не регламентировано. В предложенном способе после достижения величины l_д/H_ср = 0,5 - 0,6 раскат кантуют на угол 45^o, после чего завершают его обжатие в ромбических калибрах, а в известном после прокатки в ящичных калибрах раскат без кантовки обжимают в ромбических калибрах.

Указанные отличительные признаки проявляют во всей совокупности новые свойства, не присущие им в известных совокупностях признаков, и состоящие в исключении разрывов передних концов раскатов и окова валков. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенность отличий".

На фиг. 1 представлена последовательность формоизменения переднего конца раската, вид спереди, при прокатке по способу - прототипу; на фиг. 2 - расположение зон в поперечном сечении раската и после кантовки на угол 45^o.

Сущность изобретения состоит в следующем. При прокатке высоких полос прилегающие к валкам слои металла приобретают большую вытяжку, чем средняя часть раската. В результате на переднем конце раската формируются рогообразные выступы (поз.1, фиг.1), которые в процессе дальнейшей прокатки смыкаются с образованием концевого дефекта "закат". Средние по толщине слои металла с (фиг. 2) из-за растягивающего действия внешних слоев b, прилегающих к валкам и получающих большую вытяжку, приобретают дефекты в виде несплошностей металла, которые накапливаются от прохода к проходу. При этом, если соотношение l_д/H_ср, характеризующее степень и неравномерность обжатия по толщине, превысит критическое значение, равное 0,5-0,6, то произойдет разрыв переднего конца раската, ослабленного дефектом "закат", и оков валков (поз.3, фиг.1).

Кантовка раската на угол 45^o после достижения l_д/H_ср = 0,5-0,6 позволяет предотвратить разрыв переднего конца раската, т.к. после кантовки (поз.4, фиг.2) центральные слои металла c, имеющие несплошности, также будут развернуты на угол 45^o и выведены из зон очагов деформации, в которых возможно накопление несплошностей при последующих проходах в горизонтальных и вертикальных валках.

Экспериментально установлено, что если кантовку раската на угол 45^o осуществлять до того, как отношение l_д/H_ср достигнет величины 0,5, то из-за неравномерности деформирования по толщине вновь формирующиеся несплошности в до того незапороченном слое металла при последующих проходах успевают развиться и вызвать разрыв передних концов раскатов. Если при значениях l_д/H_ср, превышающих 0,6, не осуществить кантовку раската на 45^o, накопленные дефекты в виде несплошностей приводят к разрыву переднего конца раската и окову валков.

Примеры реализации способа Блюм с прямоугольным сечением 310 х 420 мм из стали 35ГС, прокатанный на блюминге 1300 из слитка, подают на приемный рольганг непрерывно-заготовочного стана НЗС 850/730/530. Температура блюма равна 1250^oC.

В горизонтальных клетях А и Б с диаметром валков 850 мм, в открытых ящичных калибрах блюм обжимают до сечения 310 х 320 мм с кантовкой на 90^o между клетями. Затем раскат задают в 1-ю клеть с вертикальными валками диаметром 730 мм, обжимают в ящичном калибре до сечения 230 х 340 мм и задают во 2-ю клеть с горизонтальными валками с ящичным калибром, в которой обжимают до сечения 250 х 250 мм. Катающий диаметр (по дну ящичного калибра) во 2-й клети равен D = 586 мм.

Величина абсолютного обжатия ΔH во 2-й клети составляет ΔH = 340 мм-250 мм = 90 мм, а средняя толщина раската в очаге деформации
При указанных выше параметрах длина очага деформации l_д во 2-й клети НЗС составляет

и отношение l_д/H_ср в этом случае равно

Исходя из того, что при прокатке во 2-й клети отношение l_д/H_ср возросло до 0,55, после прохода в этой клети раскат с помощью кантующих валков кантуют на угол 45^o и задают в вертикальные валки с ромбическими калибрами 3-й клети, где его обжимают до сечения 230 х 320 мм. Кантовка на угол 45^o позволяет избежать дальнейшего накопления внутренних дефектов в виде несплошностей, приобретенных в процессе прокатки раската на блюминге 1300, клетях А, Б, 1 и 2 НЗС. Деформация раската в 3-й клети способствует завариванию имеющихся внутренних дефектов.

Дальнейшая деформация раската до конечного сечения 100 х 100 мм в горизонтальных и вертикальных валках с ромбическими калибрами характеризуется более равномерным распределением вытяжек, полной проработкой металла на всю толщину и ширину поперечного сечения раската, отсутствием разрывов переднего конца раската и окова валков.

Варианты реализации предложенного способа в сравнении с известным приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) исключаются разрывы передних концов раскатов и оков валков. В случае запредельного значения параметра l_д/H_ср (варианты 1 и 2), а также при отсутствии кантовки раската на угол 45^o по способу-прототипу (вариант 6) имеет место разрыв передних концов раскатов с сопутствующим оковом валков.

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения состоят в том, что при деформировании раската прямоугольного сечения в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными калибрами до достижения величины отношения l_д/H_ср = 0,5 - 0,6 и последующей кантовкой раската на угол 45^o обеспечивается повышение равномерности деформации по его сечению, что исключает возможность разрывов передних концов раскатов и окова валков в процессе последующей прокатки в вертикальных и горизонтальных валках с ромбическими калибрами.

За базовый объект принят способ-прототип. Использование предложенного способа позволит повысить рентабельность производства заготовок сечением 60 х 60 - 150 х 150 мм на 15-17%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:
1. Авт.св. СССР N 1623805, МПК B 21 B 1/02, 1991 г.;
2. Авт.св. СССР N 1676688, МПК B 21 B 1/00, 1991 г.;
3. А.П.Грудев и др. Технология прокатного производства. М., Металлургия, 1994 г., с.145-146 - прототип.

Формула изобретения

Способ прокатки заготовок, включающий последовательное деформирование раската прямоугольного сечения в горизонтальных и вертикальных валках с ящичными и ромбическими калибрами, отличающийся тем, что деформирование раската в ящичных калибрах ведут до достижения величины
l_д/H_ср = 0,5-0,6,
где l_д - длина очага деформации;
H_ср - средняя толщина раската в очаге деформации,
после чего раскат кантуют на угол 45^o и завершают его обжатие в ромбических калибрах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3