Способ прокатки термоупрочненной катанки

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке катанки на мелкосортных и проволочных станах. Задачей, решаемой предложенным изобретением, является обеспечение возможности получения катанки из рядовых сталей типа Ст3, пригодной для дальнейшего нанесения на нее арматурного профиля или готовой арматурой катанки с нанесенным на нее арматурным профилем. Способ производства арматурой катанки включает нагрев заготовки, прокатку на непрерывном прокатном стане и последующее ускоренное охлаждение до 600-650^oС, причем после прохождения раскатом промежуточной группы клетей производят его подстуживание, а при прохождении чистовой клети осуществляют его предварительное противоточное охлаждение на 35-40^oС. В вариантах осуществления способа: предварительное охлаждение раската при прохождении чистовой клети осуществляют непосредственно в валках чистовой клети; прокатку в чистовой клети производят с рассогласованием скоростей верхнего и нижнего валков в диапазоне 15-16%; подстуживание промежуточного раската за последней клетью одной из промежуточных групп клетей осуществляют посредством устройства, выполненного в виде камеры с патрубками для подвода охлаждающей жидкости, по оси которой установлена перфорированная труба с перфорацией в виде наклонных отверстий, расположенных диаметрально по длине трубы, оси которых наклонены в сторону, противоположную направлению прокатки, а патрубки для подвода охлаждающей жидкости расположены в горизонтальной плоскости с двух сторон камеры. Техническим результатом при использовании предложенного изобретения является обеспечение возможности получения термоупрочненной катанки из рядовых сталей типа Ст3 для производства арматуры или готовой арматурной катанки. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке катанки на мелкосортных и проволочных станах.

Из предшествующего уровня техники известен способ прокатки термоупрочненной катанки, включающие горячую прокатку и дальнейшее упрочнение прутков путем холодной деформации со степенью деформации 17,0-40,0% с одновременным формированием периодического профиля и последующим низкотемпературным отжигом, см. заявку на выдачу патента RU 95115250, МПК C 21 D 8/08, 97 г.

Однако в этом способе необходимы дополнительные энергозатраты при осуществлении холодной деформации и отжиге катанки.

Известен также способ получения арматурной стали, включающий процесс черновой прокатки с заданным переобжатием прикромочных участков сечения полосового раската в конце прокатки. Переобжатые участки раската подстуживают до температуры порога рекристаллизации и устраняют его разнотолщинность. Последующие ребровые обжатия выполняют с подстуживанием по режиму, определяемому математической зависимостью локальных зон боковых поверхностей раската. В процессе подстуживания поочередно смещают зоны охлаждения от середины сечения раската в сторону одного, а затем другого из переобжатых ранее прикромочных участков, см. заявку на выдачу патента RU 92006239, 95 г., МПК В 21 В 1/00.

Недостатком этого способа является технологическая сложность при реализации.

Прототипом предложенного изобретения является способ производства термически упрочненного проката, включающий термоупрочнение раската, выходящего из последней клети сортового стана в установке ускоренного охлаждения, где термическое упрочнение проката осуществляют, используя тепло прокатного нагрева. Полученный прокат охлаждают на холодильнике сортового стана и режут на мерные длины, см. патент RU 2010633, 1994 г., МПК В 21 В 1/02.

Однако при производстве катанки из рядовых сталей типа Ст3 этот способ не позволяет получить катанку, пригодную для дальнейшего нанесения на нее арматурного профиля или готовую арматурную катанку с нанесенным арматурным профилем, в частности, катанка имеет относительное удлинение δ_s<14%, что не соответствует требованиям, предъявляемым к термоупрочненной арматурной стали классов А400 и А500. Это обусловлено тем, что раскат из таких сталей термоупрочняется при более интенсивном охлаждении по сравнению с прокатом из легированных сталей. Однако при повышении интенсивности охлаждения раската из сталей типа Ст3 значительно повышается усилие проталкивания раската через охлаждающее устройство, обусловленное повышенной мощностью водяных струй. В связи с тем, что на входе в охлаждающее устройство раскат, выходящий из последней клети, имеет высокую температуру и пластичность, повышенное проталкивающее усилие приводит к изгибу раската, накапливанию его перед ним в виде петли и застреванию. Это рассогласовывает скорости прокатки и охлаждения раската, приводит к аварийной остановке стана, что нарушает режим термообработки и снижает выход годной продукции.

Задачей, решаемой предложенным изобретением, является обеспечение возможности получения катанки из рядовых сталей типа Ст3, пригодной для дальнейшего нанесения на нее арматурного профиля или готовой арматурной катанки с нанесенным на нее арматурным профилем.

Решение поставленной задачи обеспечено тем, что согласно изобретению способ производства арматурной катанки включает нагрев заготовки, прокатку на непрерывном прокатном стане и последующее ускоренное охлаждение до температуры 600-650^oС, при этом после прохождения промежуточной группы клетей производят подстуживание раската, а при прохождении раскатом чистовой клети - его предварительное противоточное охлаждение на 35-40^oС.

В вариантах осуществления способа, предварительное охлаждение раската при прохождении чистовой клети осуществляют непосредственно в валках чистовой клети; прокатку в чистовой клети производят с рассогласованием скоростей верхнего и нижнего валков в диапазоне 15-16%; подстуживание промежуточного раската за последней клетью одной из промежуточных групп клетей осуществляют посредством устройства, выполненного в виде камеры с патрубками для подвода охлаждающей жидкости, по оси которой установлена перфорированная труба с перфорацией в виде наклонных отверстий, расположенных диаметрально по длине трубы, оси которых наклонены в сторону, противоположную направлению прокатки, а патрубки для подвода охлаждающей жидкости расположены в горизонтальной плоскости с двух сторон камеры.

Техническим результатом при использовании предложенного изобретения является обеспечение возможности получения термоупрочненной катанки из рядовых сталей типа СТ3 для производства арматуры или готовой арматурной катанки.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Нагретую заготовку задают в непрерывный стан. При достижении передним концом раската последней клети промежуточной группы, за которой установлено устройство охлаждения, включают подачу воды и производят подстуживание движущего промежуточного раската. Затем непрерывно осуществляют прокатку в остальных клетях, включая чистовую, в которой скорость вращения верхнего и нижнего валков задают отличающейся на 15-16%. Охлаждение раската валках чистовой клети осуществляют при помощи противоточной форсунки. Подстуженный раскат направляют в устройство охлаждения, где его охлаждают до 600-650^oС. За счет предварительного охлаждения непосредственно в валках чистовой клети металл становится менее пластичным, чем обеспечивается дальнейший устойчивый и прямолинейный вход раската в охлаждающее устройство и прохождение через него со скоростью прокатки в чистовой клети с исключением изгибов и образования петель раската. Для повышения стабильности охлаждения целесообразно производить подстуживание промежуточного раската за последней клетью одной из промежуточных групп клетей при помощи устройства, выполненного в виде камеры с патрубками для подвода охладителя, по оси которой установлена труба, снабженная со стороны входа ловушкой. В стенке трубы по ее длине с двух сторон в горизонтальной плоскости выполнены наклонные отверстия, оси которых наклонены в сторону, противоположную направлению прокатки. Патрубки для подвода охладителя установлены с двух сторон камеры и расположены в горизонтальной плоскости, проходящей через ее продольную ось симметрии.

При прокатке готовой арматурной катанки с нанесенными на ее поверхность ребрами в валках чистовой клети надежный отрыв ребристого раската от вращающихся валков и устойчивый его прямолинейный выход из валков, прокатку в этой клети осуществляют с рассогласованием скоростей вращения верхнего и нижнего валков на 15-16%.

Примеры конкретного выполнения заявленного способа.

Предложенный способ был реализован на Магнитогорском металлургическом комбинате на проволочном прокатном стане 250-2 при прокатке арматурной катанки диаметром 6,5 мм из стали Ст3.

Пример 1.

При прокатке арматурной катанки диаметром 6,5 мм из стали Ст3, после нагрева, заготовку подают в прокатный стан. При достижении раскатом чистовой 16-й клети осуществляют интенсивное непрерывное охлаждение катанки водой непосредственно в валках чистовой клети при помощи противоточной форсунки, установленной на выходе из валков, т.е. осуществляют предварительное охлаждение на 40^oС. Это повышает жесткость катанки, что обеспечивает надежный (без изгибов) ее вход в охлаждающее устройство, где она охлаждается до температуры 600-650^oС. Далее катанку подают в виткообразователь и транспортер, на движущейся сетке которого расправленные витки катанки охлаждают воздухом.

Пример 2.

Аналогично предыдущему примеру заготовку подают в прокатный стан. За 10-й клетью стана непрерывно подстуживают промежуточный раскат в охлаждающем устройстве примерно на 40-50^oС и осуществляют прокатку в остальных клетях. Непосредственно в валках чистовой 16-й клети, аналогично предыдущему примеру, осуществляют предварительное водяное охлаждение прокатанной катанки приблизительно на 40^oС и подают катанку в охлаждающее устройство, где осуществляют интенсивное охлаждение катанки до 600-650^oС.

Пример 3.

На стане 250-2 был реализован способ прокатки арматурного профиля диаметром 7 мм с ребрами на поверхности. Прокатку и охлаждение профиля производят аналогично предыдущим примерам. Кроме этого, в чистовой 16-й клети скорость вращения верхнего валка была 1600 об/мин, а нижнего 1900 об/мин (рассогласование скоростей составило около 15,5%).

Из вышеприведенных примеров следует, что в результате предварительного охлаждения катанки в валках чистовой клети, подстуживания раската после промежуточной группы и рассогласования скоростей вращения валков чистовой клети был обеспечен устойчивый процесс прокатки и интенсивного охлаждения без изгибов, продольного искривления и застревания раската в клетях и линии ускоренного охлаждения.

Таким образом, предложенный, способ обеспечивает получение механических свойств готового проката, в частности арматурной катанки и арматурного профиля из стали Ст3 с величиной относительного удлинения δ₅>23%, что соответствует техническим требованиям к арматурной стали класса А500.

Формула изобретения

1. Способ производства арматурной катанки, включающий нагрев заготовки, прокатку на непрерывном прокатном стане и последующее ускоренное охлаждение, отличающийся тем, что ускоренное охлаждение осуществляют до 600-650^oС, при этом после прохождения промежуточной группы клетей производят подстуживание раската, а при прохождении чистовой клети - его предварительное противоточное охлаждение на 35-40^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительное охлаждение раската при прохождении чистовой клети осуществляют непосредственно в валках чистовой клети.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокатку в чистовой клети производят с рассогласованием скоростей верхнего и нижнего валков в диапазоне 15-16%.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подстуживание промежуточного раската за последней клетью одной из промежуточных групп клетей осуществляют посредством устройства, выполненного в виде камеры с патрубками для подвода охлаждающей жидкости, по оси которой установлена перфорированная труба с перфорацией в виде наклонных отверстий, расположенных диаметрально по длине трубы, оси которых наклонены в сторону, противоположную направлению прокатки, а патрубки для подвода охлаждающей жидкости расположены в горизонтальной плоскости с двух сторон камеры.