Способ горячей прокатки полосовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии получения горячекатаной стали. Задача, решаемая изобретением, - повышение производительности широкополосного стана горячей прокатки и повышение качества горячекатаной полосовой стали. Способ заключается в последовательном уменьшении толщины раската при охлаждении металла в межклетевых промежутках, с паузами во время прокатки в каждой клети. Величины суммарных обжатий принимают различными в зависимости от марки прокатываемой стали и конечной толщины полос. После прокатки определенного количества Q полос заданной конечной толщины h прокатывают (0,35...0,40)Q полос толщиной H>h с последующей прокаткой того же количества Q полос толщиной h, соотношение длительности пауз к машинному времени κ=τ_п/τ_м принимают равным 0,12...0,20, причем "κ" возрастает с увеличением толщины полос. Температуру охлаждающей воды устанавливают равной 31...33°С. Изобретение обеспечивает уменьшение температурных напряжений в бочках валков и снижает вероятность появления микротрещин на их поверхностях.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаной стали.

Такую сталь (толщиной от 1,5 до 16 мм) обычно прокатывают на широкополосных станах (ШПС - аналогичных стану 2000 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат") при заданных параметрах: суммарной величине обжатий, температурах прокатки и охлаждающей воды и др., а также при заданной длительности рабочей компании валков (т.е. объеме проката) для каждой толщины полосовой стали. Так как полосы прокатываются из отдельных слябов, то в процессе прокатки неизбежны паузы между отдельными штуками (полосами) раската в каждой клети ШПС.

Технология производства горячекатаной стали достаточно подробно описана, например, в справочнике под редакцией В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", М., "Металлургия", 1991, с.556-994.

Известен способ горячей прокатки полос, при котором в одной-двух последних клетях черновой группы ШПС формируют раскат с вогнутым поперечным профилем по ее длине, а в первых двух-четырех клетях чистовой группы формируют полосу с выпуклым поперечным профилем, что уменьшает выход дефекта "рваная кромка" у готовых полос (см. а.с. СССР №1514431, кл. В 21 В 1/26, опубл. В БИ №38, 1989 г.). Недостатком этого способа является уменьшение выхода только одного дефекта проката.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства горячекатаных полос, описанная в книге Ю.В.Коновалова и др. "Справочник прокатчика", М., "Металлургия", 1977, с.80-81 (табл.42), с.84 и 92.

Эта технология заключается в последовательном уменьшении толщины раската при охлаждении металла в межклетевых промежутках и с паузами во время прокатки в каждой клети и характеризуется тем, что величины суммарных обжатий принимают различными в зависимости от марки прокатываемой стали и конечной толщины полос. Недостатком такой технологии является возможность снижения производительности из-за увеличения количества перевалок ввиду относительно небольшой длительности рабочей кампании валков стана.

Действительно, при достаточно интенсивном охлаждении валков и раската водой на поверхности бочек валков (особенно высокохромистых) часто появляются микротрещины, точнее сетка трещин ("разгар"), являющаяся результатом попеременного нагрева и охлаждения бочек (см., например, Б.М.Илюкович "Стойкость и расход прокатных валков", М., "Металлургия", 1964, с.59). Такое явление, во-первых, снижает изностойкость валков и, во-вторых, ухудшает качество поверхности готового листового проката.

Технической задачей изобретения является повышение производительности ШПС (за счет продления рабочей кампании валков и уменьшения тем самым простоев стана на их перевалках), а также повышение качества готовых горячекатаных листов из-за устранения "разгара" поверхности бочек валков.

Для решения указанной задачи в способе, в последовательном уменьшении толщины раската при охлаждении металла в межклетевых промежутках, с паузами во время прокатки в каждой клети широкополосного стана, при этом величины суммарных обжатий принимают различными в зависимости от марки прокатываемой стали и конечной толщины полос, после прокатки определенного количества Q полос заданной конечной толщины h прокатывают (0,35...0,40)Q полос толщиной Н>h с последующей прокаткой того же количества Q полос толщиной h, при этом соотношение длительности пауз к машинному времени к=τ_п/τ_м принимают равным 0,12...0,20, причем "к" возрастает с увеличением толщины полос, а температуру охлаждающей воды делают равной 31...33°С.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации теплового режима работы валков путем уменьшения "температурного удара" (снижение разницы температуры валков во время деформации металла и во время пауз) при прокатке определенного количества более толстых полос (при прокатке более толстых полос температура в очаге деформации меньше, чем при прокатке тонких, из-за меньшей скорости и степени деформации) после тонких, регламентирования длительности пауз при прокатке и выбора соответствующей температуры охлаждающей воды. Это приводит к уменьшению температурных напряжений в бочках валков и значительно снижает вероятность появления микротрещин на их поверхности.

Опытную проверку предлагаемого способа производим на ШПС горячей прокатки 2000 и 2500 ОАО "ММК". С этой целью при прокатке чередовали толщины получаемых полос в определенной последовательности, фиксируя количество проката каждого сортамента и величины суммарных обжатий для них. Кроме того, варьировали соотношение времени, а также температуру подаваемой охлаждающей воды.

Наилучшие результаты (максимальная среднечасовая производительность с выходом горячекатаных полос 1 сорта до 98,7...99,3%) получены при использовании заявляемой технологии. Отклонения от вышеприведенных рекомендуемых ее параметров ухудшали эти показатели.

Так, уменьшение количества проката толщиной Н (после прокатки Q метров полос толщиной h) до Q'=(0,28...0,34)Q снижало производительность (из-за меньшего количества более тяжелых полос) и вызывало появление сетки "разгара", что уменьшало выход проката 1 сорта с одновременным увеличением числа перевалок, также уменьшавших производительность. При Q'>0,4Q ухудшалось охлаждение раската и валков, что требовало снижения температуры t_в охлаждающей воды до 22...27°С и приводило к уменьшению выхода полос 1 сорта по их механическим свойствам. Было отмечено, что к=τ_п/τ_м должно возрастать с увеличением толщины полосы.

Уменьшение количества проката толщиной h (после прокатки полос толщиной H) до (0,8...0,9)Q, а также его увеличение (более Q) нарушало тепловой баланс работы валков с возрастанием их "разгара" и соответствующими отрицательными последствиями. Аналогичным образом складывалось как уменьшение температуры подачи охлаждающей воды (t_в<31°С), так и ее увеличение (при t_в>33°С).

Контрольная проверка известной технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), показала, что отсутствие чередования толщин прокатываемых полос (при любых значениях "к" и t_в) дает производительность ШПС не более 95% от достигнутой при реализации заявляемого способа, а выход проката 1 сорта 98,2%. Длительность рабочей кампании валков при этом уменьшилась на 9...10%.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в Центральной лаборатории контроля ОАО "ММК", использование настоящего способа при производстве горячекатаной стали позволит повысить производительность действующих ШПС в среднем, на 3...4% и увеличить выход листового проката 1 сорта не менее чем на 0,5% при соответствующем снижении трудозатрат и росте прибыли от реализации. Длительность же рабочей кампании валков возрастает на 9%.

Пример конкретного выполнения

На ШПС "2000" после прокатки полос толщиной h=1,8...2,2 мм в количестве Q=4·10⁴ м прокатывают полосы толщиной Н=2,3...3,0 мм в количестве Q'=0,375·Q=0,375·4·10⁴=1,5·10⁴ м, а затем вновь прокатывают полосы прежней толщины h в этом же количестве Q.

Величина к=τ_п/τ_м принята равной 0,16; температура охлаждающей воды t_в=32°С.

Способ горячей прокатки полосовой стали, включающий последовательное уменьшение толщины раската при охлаждении металла в межклетевых промежутках с паузами во время прокатки в каждой клети широкополосного стана, при этом величины суммарных обжатий принимают различными в зависимости от марки прокатываемой стали и конечной толщины полос, отличающийся тем, что после прокатки определенного количества Q полос заданной конечной толщины h прокатывают (0,35 - 0,40)Q полос толщиной H>h с последующей прокаткой того же количества Q полос толщиной h, соотношение "κ" длительности пауз "τ_п" и времени прокатки "τ_м" принимают равным κ=τ_n/τ_м=0,12 - 0,20, причем "κ" возрастает с увеличением толщины полос, а температуру охлаждающей воды устанавливают 31 - 33°С.