Способ горячей прокатки стальных полос

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при горячей прокатке полос из рядовых и малоуглеродистых сталей на непрерывных широкополосных станах. Задача изобретения - снижение разноширинности и расходного коэффициента стали. Способ включает нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы между клетями. Обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%. Изобретение обеспечивает сохранение устойчивости раската в вертикальных валках, минимизацию неконтролируемых утяжки и уширения полосы в непрерывной группе клетей. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при горячей прокатке полос из рядовых и конструкционных сталей на непрерывных широкополосных станах.

Известен способ прокатки металлической полосы, включающий многопроходное чередующееся обжатие раската по ширине в вертикальных валках и по толщине в горизонтальных черновой группы клетей, последующую прокатку в непрерывной чистовой группе клетей с межклетевыми натяжениями до конечной толщины. При этом для получения заданной ширины полосы в конечной толщине с помощью автоматизированной системы регулирования изменяют обжатие раската по ширине вертикальными валками черновой группы клетей [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что из-за большого транспортного запаздывания (ширину полосы измеряют на выходе из стана, а воздействие на ширину раската производят вертикальными валками черновой группы) полосы имеют большую разноширинность. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.

Известен также способ горячей прокатки стальных полос, включающий нагрев сляба толщиной 70-120 мм, горячую прокатку в черновой группе клетей с чередующимися обжатиями по ширине и толщине, последующую многопроходную прокатку в чистовой группе клетей до конечной толщины 1,2-12,7 мм с межклетевыми натяжениями полосы [2].

При таком способе прокатки полосы приобретают разноширинность вследствие уширения металла в клетях и утяжки от действия межклетевых натяжений. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки стальных полос, включающий нагрев сляба, многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе универсальных клетей и последующее обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках [3] - прототип.

Недостатки известного способа состоят в том, что горячекатаные полосы имеют повышенную разноширинность. Это приводит к необходимости увеличения боковой обрези и расходного коэффициента стали.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении разноширинности и расходного коэффициента стали.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающем нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по толщине и ширине в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках, согласно предложению обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%.

Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе прокатки в черновой группе клетей полосу последовательно обжимают в горизонтальных и вертикальных валках. При этом происходит непрерывное снижение отношения толщины полосы к ее ширине и калибровка полосы по ширине в вертикальных валках, обеспечивающая уменьшение ее разноширинности. Однако при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины менее 0,015 обжатие в вертикальных валках приводит к потере устойчивости полосы и образованию "наплывов" в прикромочных зонах. Последующая прокатка полосы с "наплывами" увеличивает разноширинность и расходный коэффициент стали.

Прокатка с удельным натяжением полосы, равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при обжатии за проход не более 50%, стабилизирует процесс прокатки и исключает "утяжку" полосы по ширине, что снижает разноширинность и расходный коэффициент стали. Однако это достигается лишь в случае, если обжатие в вертикальных валках было завершено при отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,02, когда полоса не теряла устойчивость и не приобретала повышенную разноширинность вследствие раскатки "наплывов" по кромкам.

Экспериментально установлено, что обжатие полосы по ширине, имеющей отношение толщины к ширине менее 0,015, сопровождается образованием "наплывов" по кромкам, т.к. деформация распространяется только на прикромочные участки, а при дальнейшем снижении этого отношения - к потере устойчивости полосы в вертикальных валках. В то же самое время при обжатии полосы с "наплывами" в горизонтальных валках увеличивается разноширинность.

Уменьшение удельного натяжения полосы менее 0,05 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке снижает устойчивость процесса прокатки, что отрицательно сказывается на точности и плоскостности полос. Увеличение удельного натяжения полосы более 0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке приводит к утяжке полосы с нерегулируемым уменьшением ширины. Повышение разноширинности полосы увеличивает расходный коэффициент стали.

Увеличение относительного обжатия за проход более 50% при удельном натяжении полосы 0,05-0,45 от величины ее предела текучести ухудшает стабильность процесса деформации, приводит к отклонению ширины полосы от заданного значения. Это приводит к повышению расходного коэффициента стали.

Примеры реализации способа

Непрерывно литой сляб из конструкционной малоуглеродистой стали марки 08Ю нагревают в газовой печи с шагающими балками непрерывного широкополосного стана 2000 до температуры 1250°С.

Нагретый сляб обжимают в вертикальных валках чернового и горизонтальных валках чистового окалиноломателей. Затем раскат обжимают поочередно по ширине и толщине в четырех универсальных клетях чистовой группы. Перед обжатием по ширине в 4-й универсальной клети раскат имеет толщину Н=32,0 мм и ширину В=1530 мм. Таким образом, отношение толщины раската к его ширине превышает минимальное граничное значение 0,015 и составляет:

В последнем проходе в вертикальных валках полосу обжимают до заданной ширины 1500 мм. Благодаря тому, что обжатие в последнем проходе по ширине ведут при отношении Н:В более 0,015, раскат не теряет устойчивости в вертикальных валках и на его боковых сторонах не образуются "наплывы", увеличивающие разноширинность при последующих проходах в горизонтальных валках.

После прокатки в черновой группе клетей раскат при температуре 1000°С задают в чистовую непрерывную группу, состоящую из 7 горизонтальных клетей кварто, и обжимают до конечной толщины 3,0 мм. Прокатку полосы в непрерывной чистовой группе клетей ведут с относительными обжатиями ε за проход, не превышающими 50% и составляющими:

Номер клети	1	2	3	4	5	6	7
Относительное обжатие ε, %	42,2	49,7	22,6	27,8	26,9	13,2	9,1

Температура полосы по мере прохождения по клетям чистовой группы снижается с 1000°С до температуры конца прокатки Т_кп=850°С. С падением температуры полосы из стали марки 08Ю возрастает ее предел текучести σ_т.

Прокатку полосы в чистовой группе клетей ведут с межклетевыми натяжениями. Удельные натяжения q полосы при прокатке составляют 0,20 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке (q=0,20σ_T.):

Межклетевой промежуток	1	2	3	4	5	6
Температура полосы, °С	985	970	950	930	910	880
Предел текучести σт, кг/мм2	1,85	1,99	2,13	2,25	2,42	2,59
Удельное натяжение q, кг/мм2	0,370	0,398	0,426	0,450	0,484	0,518

Благодаря тому, что обжатие по ширине было завершено при отношении толщины полосы к ее ширине не менее 0,015, при величине удельных межклетевых натяжений q=0,20σ_т и при относительном обжатии за проход не более 50% разноширинность по длине полосы составила S=±1 мм. Это позволило уменьшить ширину обрезаемых кромок до 10 мм и снизить расходный коэффициент стали в прокатном переделе до k=1,08.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение разноширинности и расходного коэффициента стали в прокатном переделе. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №5) или реализации способа-прототипа (вариант№6) разноширинность полос и расходный коэффициент стали возрастают.

Таблица Режимы прокатки и расходный коэффициент стали
№варианта	В/Н	q/σт	ε,%	S, мм	k
1	0,014	0,04	8...48	±6	1,15
2	0,015	0,05	11...45	±2	1,09
3	0,020	0,20	9,1...49,7	±1	1,08
4	0,030	0,45	11,1...35,9	±2	1,09
5	0,035	0,50	13...56,2	+6...-8	1,17
6 (прототип)	не реглам.	0,3...3,0×107 Па	14,3...60,0	±7	1,16

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения состоят в том, что при его выполнении не происходит потери устойчивости раската в вертикальных валках, образования "наплывов" по кромкам, увеличивающих разноширинность раската, минимизируются неконтролируемые уширения и утяжки полосы в непрерывной группе клетей. Благодаря этому достигается снижение разноширинности и расходного коэффициента стали.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства стальных полос на 3-5%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения

1. Заявка №19522494, ФРГ, МПК В 21 В 37/16, 1996 г.

2. Патент №5564178, США, МПК В 21 В 1/46, 1996 г.

3. С.П.Ефименко, В.П.Следнев. Вальцовщик листопрокатных станов. М., Металлургия, 1980 г., с.190-195 (прототип).

Способ горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающий нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках, отличающийся тем, что обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50%.