Способ изготовления стальной полосы и ее последующей обработки

Изобретение относится к области совмещенной непрерывной разливки и прокатки. Задача изобретения - расширение технологических возможностей оборудования. Способ предусматривает непрерывную разливку полосовой заготовки, ее индукционный подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку в одной задающей и в планетарной клети с формированием двух выпуклостей на верхней и двух выпуклостей на нижней поверхности заготовки до задачи ее в планетарную клеть. Далее ведут подогрев полосы до температуры 900-1000°С, формирование петли полосы и ее термостатирование, периодическую остановку полосы за петлей, отрезку заданных длин полосы и штамповку полученных отрезков полосы в горячем состоянии. В соответствии с изобретением полосовую заготовку отливают из сталей марок 35ХГ2 или 27 СГД или 33ХГС со сторонами сечения 110-130·250-300 мм при соотношении этих сторон 0,4-0,45, в задающей клети непрерывно отлитую заготовку обжимают в горизонтальном двухвалковом калибре с вытяжкой 4-10%, далее заготовку обжимают в планетарной клети с эксцентриковым опорным валком в полосу толщиной 65-70 мм, режут на длины 480-550 мм и отрезки горячей полосы штампуют в заготовки для гусеничных траков, имеющие толщину 60-65 мм. Изобретение обеспечивает возможность экономичного поточного производства заготовок для гусеничных траков. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области металлургической промышленности, конкретно к технологии производства стальной полосы посредством совмещенной непрерывной разливки и прокатки и ее последующей обработки.

Известен способ изготовления стальной полосы и ее последующей обработки, включающий непрерывную разливку полосовой заготовки, ее индукционный подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку в одной задающей и в планетарной клети с формированием на верхней и нижней поверхностях заготовки до задачи ее в планетарную клеть двух выпуклостей на каждой, дальнейший подогрев полосы до температуры 900-1000°С, формирование петли полосы и ее термостатирование, периодическую остановку полосы за петлей, отрезку заданных длин полосы и штамповку полученных отрезков полосы в горячем состоянии (см., например, патент РФ №2128559, МПК В 21 В 1/46, 1999 г.).

В известном способе реализован принцип поточного производства путем совмещения в одну линию (в один поток) машины непрерывной разливки и участка прокатки, что стало возможным благодаря применению планетарного стана на участке прокатки. Кроме того, в эту же технологическую линию встроен участок штамповки изделий из порезанной на заданные длины полосы. Это позволило существенно повысить производительность способа, компактно разместить оборудование, рационально использовать исходное тепло слитка при дальнейшей его прокатке в потоке и тем самым повысить экономичность производства.

Однако в известном способе технологический процесс ориентирован на производство гнутых тонкостенных пружинных рельсовых скреплений. В связи с этим технологические параметры процесса приспособлены к этой узкой технологической задаче, что не позволяет использовать известную технологию для производства иных видов изделий. Между тем, более чем целесообразно использовать очевидные, указанные выше преимущества известной технологической схемы для расширения сортамента производимых изделий. В частности, использование такой схемы может существенно упростить и одновременно повысить производительность процесса изготовления гусеничных траков.

Задачей изобретения является такая модернизация технологической схемы изготовления стальной полосы и ее последующей обработки, которая позволила бы в общем технологическом потоке с непрерывной разливкой и прокаткой изготавливать штамповкой заготовки для гусеничных траков.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления стальной полосы и ее последующей обработки, включающем непрерывную разливку полосовой заготовки, ее индукционный подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку в одной задающей и в планетарной клети с формированием на верхней и нижней поверхностях заготовки до задачи ее в планетарную клеть двух выпуклостей на каждой, дальнейший подогрев полосы до температуры 900-1000°С, формирование петли полосы и ее термостатирование, периодическую остановку полосы за петлей, отрезку заданных длин полосы и штамповку полученных отрезков полосы в горячем состоянии, согласно изобретению полосовую заготовку отливают из сталей марок 35ХГ2, или 27 СГД, или 33ХГС, со сторонами сечения 110-130×250-300 мм, при соотношении этих сторон 0,4-0,45, в задающей клети непрерывно отлитую заготовку обжимают в горизонтальном двухвалковом калибре с вытяжкой 4-10%, далее заготовку обжимают в планетарной клети с эксцентриковым опорным валком в полосу толщиной 65-70 мм, режут на длины 480-550 мм и отрезки горячей полосы штампуют в заготовки для гусеничных траков, имеющие толщину 60-65 мм.

Кроме того, выпуклости на верхней и нижней поверхностях заготовки формируют при ее непрерывной разливке.

Кроме того, выпуклости на верхней и нижней поверхностях заготовки формируют при ее обжатии в задающей клети.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В известном способе технология разработана применительно к изготовлению изделий из достаточно узкой полосы пружинной стали. Для гусеничных траков в применении таких марок сталей нет необходимости, в связи с чем используют конструкционные легированные стали марок 35ХГ2, или 27СГД, или ЗЗХГС. Это обстоятельство вносит принципиальные поправки в технологию. В частности, оно позволяет прокатывать существенно более широкую полосу по сравнению с прототипом, эта ширина диктуется существующими параметрами изготовляемых заготовок для гусеничных траков. Изменение ширины отливаемой полосовой заготовки существенно изменяет весь характер технологического процесса. Если в известной технологии, где заготовка, выходящая из планетарного стана, имела достаточно близкие размеры по ширине и толщине, непрерывно отливаемую полосовую заготовку требовалось редуцировать по ширине в вертикальных валках задающей клети планетарного стана, то в способе, согласно изобретению, после непрерывной разливки заготовку, имеющую соотношение сторон 0,4-0,45, обжимают в задающей клети с горизонтальными валками, сохраняя ее размер по ширине (с точностью до уширения), поскольку этот размер соразмерен размеру получаемой на выходе заготовки для гусеничного трака. В связи с тем, что толщина заготовки для гусеничного трака существенно больше, чем толщина заготовки тонкостенного пружинного рельсового скрепления, вытяжка в планетарном стане в описываемой технологии снижается до 2-2,5, что дает возможность применить более компактную разновидность планетарного стана, именно: планетарный стан с эксцентриковым опорным валком, число планетарных валков в котором колеблется от одного до шести, в отличие от обычного планетарного стана, который может содержать до 40 рабочих валков в одной клети (см., например, «Машиностроение. Энциклопедия», М., изд. Машиностроение, 2000, т. IV-V, Н.В.Пасечник и др., «Машины и агрегаты металлургического производства», с. 303-305). Поскольку толщина заготовки для гусеничного трака мало отличается от толщины заготовки, выходящей из планетарного стана, появляется возможность штамповки отрезков полосы значительной, порядка полуметра длины и ширины.

Наличие выпуклостей на верхней и нижней поверхностях заготовки, входящей в планетарный стан, позволяет снизить ударные нагрузки на валки при входе в них заготовки и тем самым избежать нежелательных последствий таких перегрузок.

Ниже изобретение поясняется конкретным примером его осуществления.

В машине непрерывной разливки стали с криволинейным кристаллизатором отливают заготовку прямоугольного поперечного сечения 120×280 мм из стали марки 35ХГ2. На выходе из кристаллизатора полученную литую заготовку охлаждают, разгибают и по горизонтальному рольгангу транспортируют к задающей клети планетарного стана. В процессе транспортировки полностью затвердевшую заготовку подвергают индукционному подогреву с целью выравнивания температуры по ее сечению. Возможно образование петли заготовки на участке ее транспортировки к задающей клети с целью демпфирования осевых усилий и сглаживания возникающих рассогласований скоростей на участках непрерывной разливки и прокатки. В задающей клети заготовку на малой скорости, соответствующей скорости разливки, обжимают в двухвалковом горизонтальном калибре с вытяжкой 8%, попутно формируя в этом калибре на ее верхней и нижней поверхности по две выпуклости на каждой. Эти выпуклости позволяют сгладить ударные нагрузки при последующем входе заготовки в планетарную клеть, поскольку первоначальное касание заготовки с валками происходит не по всей ширине заготовки, а только по выпуклостям, которые после входа в валки планетарного стана раздавливаются.

Поскольку заготовка для гусеничного трака имеет значительную толщину, вытяжка в планетарном стане может не превышать величины 2-2,5. Для такой вытяжки было бы достаточно одной-двух обычных двухвалковых клетей, однако планетарный стан наиболее соответствует условиям совмещения в потоке (по скоростям) непрерывной разливки и прокатки. Вместе с тем, отсутствие необходимости в высокой вытяжке за проход (а планетарный стан может обжимать заготовку с вытяжкой порядка 15 и более) диктует целесообразность применения в данной технологии - известной модификации планетарного стана, именно планетарного стана с эксцентриковым опорным валком. Такой стан, имея на порядок меньше рабочих планетарных валков, чем стан обычной конструкции, отвечает требованиям к планетарному стану по скорости, диктуемым данной технологией, и в то же время способен прокатывать заготовку с относительно небольшой вытяжкой за проход, что как раз и требуется в данном случае.

В планетарном стане указанной конструкции подогретую до 950°С заготовку обжимают до толщины 68 мм, после чего из полученной полосы формируют петлю в условиях ее термостатирования, за петлей заготовку останавливают (петля компенсирует разницу скоростей полосы в момент ее остановки), режут на отрезки длиной 500 мм и направляют в штамповочный пресс, где с того же нагрева в потоке штампуют заготовки для гусеничных траков толщиной 62 мм. На всех этапах технологического потока ширина полосы сохраняется в пределах 280 мм с незначительными отклонениями, вызванными уширением или утяжкой.

В дальнейшем эти заготовки подвергают на отдельном участке механической обработке, однако эта часть технологического процесса выходит за рамки изобретения, которое ограничивается получением только заготовки для гусеничных траков.

Технический результат способа заключается в создании высокопроизводительного поточного процесса получения заготовок для гусеничных траков, позволяющего организовать их экономичное массовое производство.

1. Способ изготовления стальной полосы и ее последующей обработки, включающий непрерывную разливку полосовой заготовки, ее индукционный подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку в одной задающей и в планетарной клетях с формированием на верхней и нижней поверхностях заготовки до задачи ее в планетарную клеть двух выпуклостей на каждой, дальнейший подогрев полосы до температуры 900-1000°С, формирование петли полосы и ее термостатирование, периодическую остановку полосы за петлей, отрезку заданных длин полосы и штамповку полученных отрезков полосы в горячем состоянии, отличающийся тем, что полосовую заготовку отливают из сталей марок 35ХГ2, или 27 СГД, или 33ХГС со сторонами сечения (110-130)×(250-300) мм при отношении этих сторон 0,4-0,45, в задающей клети непрерывно отлитую заготовку обжимают в горизонтальном двухвалковом калибре с вытяжкой 4-10%, далее заготовку обжимают в планетарной клети с эксцентриковым опорным валком в полосу толщиной 65-70 мм, режут на длины 480-550 мм и отрезки горячей полосы штампуют в заготовки для гусеничных траков, имеющие толщину 60-65 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуклости на верхней и нижней поверхностях заготовки формируют при ее непрерывной разливке.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуклости на верхней и нижней поверхностях заготовки формируют при ее обжатии в задающей клети.