Способ изготовления сортового проката

(21) 3969025/31-02 (22) 28.10,85 (46) 07.12.87, Бюл. (71) Донецкий полит 4 ничес инст Б ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРТОВО 54) СПОРОКАТА57) Иэо области е относи зводства име катног ката на а отво- истовой у сортовогоатных станахге которых з оизяодс линеиных продящем рольга ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ тут(56) Авторское свидетельство СССР9 929715, кл. С 21 Р 1/02, 1981,801357437 клетью осуществляют несколько возвратно-поступательных перемещений раската, равных числу пропусков в чистовой клети. Цель - улучшение качества проката путем повышения равномерности свойств по его длине. После. нагрева заготовки и горячей прокатки раскат охлаждают в течение 4- 10 с отдельными участками с пропусками между ними. Длина охлаждаемыхучастков составляет Ь х = Ь пр -(0,52,0) И где Ь- длинаП 0 фмерного отрезка проката, мм 1 Х рроф максимальный размер поперечного сечения прокатываемого профиля, мм. Порезку проката осуществляют после с:ф охлаждения в промежутках между охлажденными участками на расстоянии длины мерного отрезка от системы охлаждения. 2 табл. С:15 дого мерного отрезка отдельно, потому что во время реза движение проката прекращается, Этим же обстоятельством определяется длина участка охлаждения,Регламентирование времени охлаждения каждого мерного отрезка в течение 4 - 10 с связано с режимами охлаждения различных проАилей, входящих в сортамент стана, и технологическими воэможностями пил горячей 1 13574Изобретение относится к областипрокатного производства а именнок производству сортового проката налинейных прокатных станах, на отводя 5щем рольганге которых за чистовойклетью осуществляют несколько возвратно-поступательных перемещенийраската, равных числу пропусков вчистовой клети. 10Целью изобретения является улучшение качества проката путем повышения равномерности свойств по егодлине.Способ осуществляют следующимобразом.Проводят прокатку полособульбового проАиля Р 22 из стали. Заготовкунагревают, подвергают горячей прокатке и транспортируют по отводящему рольгангу к пиле горячей резкидля порезки на мерные длины. Передпорезкой на пиле прокат охлаждают вохлаждающем устройстве водовоздушнойсмесью в течение 2 - 12 с. Охлаждающее устройство располагают перед пилой на расстоянии, равном мерной длине проката, составляющей 8 м. Длинуучастка охлаждения устанавливают меньше длины мерного отрезка. Он рав- З 0няется 7780 мм.Прокат подают на участок охлаждения таким образом, что передний конецпроката, идущий в обрезь, находитсявне пределов участка, а первый походу движения проката мерный отрезокохлаждается в зоне интенсивного охлаждения. Затем раскат транспортируютк пиле, производят обрезку головнойобреэи, Первый мерный отрезок в этовремя охлаждается на воздухе междуустановкой и пилой, а второй по ходуполосы охлаждается в зоне интенсивного охлаждения, Процесс продолжаютдо полной порезки раската.45Время охлаждения полособульбовогопроАиля Р 22 из стали и результатымеханических испытаний приведены втабл.1,Как видно из результатов, приведенных в табл1, при охлаждении завремя, меньше, чем 4 с, не выполняются требования ГОСТа по прочностнымхарактеристикам, а при времени охлаждения больше 1 О с уровень пластических свойств ниже требований ГОСТа.Время охлаждения больше 10 с такжеявляется сдерживающим фактором выполнения технологии процесса прокатки,37 2Необходимость расположения участка охлаждения от пилы горячей резки на расстоянии, равном мерному отрезку проката, диктуется следующими соображениями,На крупносортном стане 620 в чистовой клети производится четыре пропуска, в связи с чем нет возможности размещения установки для ускоренного охлаждения непосредственно за чистовой .клетью. Целесообразно разместить установку перед пилой на отводящем рольганге стана. Расположение участка охлаждения на расстоянии, равном мерному отрезку проката от пилы, позволяет использовать время реза для ускоренного охлаждения проката с целью повышения уровня его свойств и позволяет добиться равномерности свойств по длине полосы, так как несоблюдение этого равенства приведет к тому, что отдельные участки полосы будут охлаждены недостаточно, а другие будут переохлаждены, что в конечном итоге приведет к неравномерности механических свойств по длине и нерациональному использованию охлаждающей воды.Так как порезка проката осуществляется пилами горячей резки, возникает необходимость охлаждения кажрезки.В результате исследования технологических особенностей участка ускоренного охлаждения стана 620, являющегося типичным представителем крупносортных линейных станов, установлено следующее.За время охлаждения менее 4 с крупносортный прокат охлаждается от температуры конца прокатки до 850- 880 С, что приводит к незначительному повышению комплекса механических свойств, т,е. эФАекта термомеханической обработки практически не наблюдается. Следовательно, время 4 с является необходимым и достаточным для135743 охлаждения профиля с минимальнымдля сортамента крупносортного станасечением и его порезки на пиле сновым диском.При охлаждении проката свыше 10 спроисходит охлаждение до 500-550 С,что влечет за собой значительное повышение прочностных и снижениепластических свойств готового проката ниже уровня требований ГОСТа. ОТаким образом, в интервале 4-10 сосуществляется охлаждение и порезкалюбого профиля из сортамента крупносортного прокатного стана при соблюдении технологических возможностей 15пил горячей резки,Для соблюдения установленноготехнологией температурного режимаработы пилы и сохранения таким образом ее производительности и стойкости диска прокат в месте порезки неохлаждается. С этой целью длина участка охлаждения проката устанавливается меньше мерного отрезка на (0,52,0) максимального размера поперечно го сечения прокатываемого профиля,Функциональная зависимость длиныохлаждаемого участка от номера профиля связана с наличием в сортаментепрокатного стана профилей с различным размером поперечного сечения.Чем больше поперечное сечение профиля, а следовательно и его металлоемкость, тем медленнее происходиттеплообмен между горячим участком 35реза и охлажденным телом полосы,Интервал (0,5-2,0) х Ипозволяетучесть скорость передачй тепла дляпрофилей различной металлоемкости,При производстве проката по известному способу разброс прочностныхсвойств по длине раскатов составляет5-9 кгс/ммРазброс прочностных свойств припроизводстве продукции по предлагаемому способу, определенный в результате его экспериментального опробования в условиях стана 620 значительРно меньше и составляет 2,0-4,0 кгс/мм,что имеет физическое обоснование. 50При реализации известного способапредполагается охлаждение раскатадлиной 80 м, т.е. режим охлажденияодинаков для всех 80 м длины раската.Как известно, неравномерность 55механических свойств по длине проката определяется главным образом наличием температурного клина по длине 7 4раската, На длине 80 м арматурного профиля 11 12 перепад температур переднего и заднего конца раската, как показывают расчеты, составляет 50- 60 С, Значит, при необходимости попасть в довольно узкие интервалы температур конца ускоренного охлаждения, в случае известного способа, не все участки длины гаската попадают в этот интервал, что приведет к значительному разбросу механических свойств (5-9 кгс/мм ).7.По предлагаемому способу охлаждению подвергаются участки раската8 и, причем в неподвижном относительно охлажпающего устройства состоянии.Разница температур перецнего и заднего конца в данном случае не превышает 20-25 С.Таким образом, сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов показал, что неравномерность механических свойств больше при изготовлении сортового проката известным способом.Опытно-промышленное опробование предлагаемого способа изготовления проката проводили в условиях стана 620, Ускоренному охлаждению подвергали полособульбовые профили Ф 18- 24. Длина участка охлаждения проката устанавливалась меньше длины мерного отрезка на 0,5-2,0 максимального размера поперечного сечения профиля. В случае производства полособульбового профиля В 18 при длине неохлаждаемого участка (0,5 Ы рф ) 90 мм и времени охлаждения 6 с перепад температур между охлаждаемым и неохлаждаемым участком полосы к моменту начала разрезания не превышает, как показывают расчеты, 5-10 С, что соответствует разбросу прочностных.механических свойств не более 0,5-1,0 кг/мм . Однако абсолютное значение температуры металла в месте разрезания составляло 760-770 С и находилось на нижней границе допустимого интервала температур, обеспечивающего нормальную работу пилы.В случае производства полособульбового профиля Ф 24 при длине неохлаждаемого участка (2,0 И ,ф )480 мм и времени охлаждения 10 с перепад температур между охлаждаемым и неохлаждаемым участком полосы к моменту фазовых превращений составляет около5 13574 50 С, что с учетом процессов самоотпуска и теплообмена между охлаждаемым и неохлаждаемым участками полосы приводит к разбросу прочностных свойств 4-5 кг/мм.5Абсолютное значение температуры металла в месте разрезания составляет 850-900 С, что определяет наилучшие температурные условия работы нилы.Таким образом, интервал (0,5-0,2) Ипр,ф определяет оптимальную величину неохлаждаемого участка и позволяет учесть скорость передачи тепла для профилей различной металлоемкости. Причем для профилей малой металлоемкости целесообразно длину неохлаждаемого участка раската устанавать близкои к 2 0 1 лрфпрофилей больней металлоемкости - близкой к 0,5 Ирф .Полособульбовый профиль Ф 18 охлаждается быстрее, а У 24 медленнее в интервале времени 4-10 с. Интервал 25 4-10 с выбран в результате обработки данных, полученных во время опытнопромышпенных исследований предлагаемого способа.Во время исследований производилось охлаждение полособульбовых профилей Р 18, 22 и 24, время охлаждения варьировалось в пределах 4-6, 6-8, 810, с.Результаты. приведены в табл.2.35 Как видно из результатов, приведенных в табл.2, при охлаждении полособульбового.профиля У 18 свыше 10 с пластические свойства (Ф ) ни О же требований ГОСТа, так как при охлаждении в интервале 8-10 с относительное уцлинение минимально удовлетворяет требованиям ГОСТа. Кроме того, увеличение времени охлаждения 45 для профиля Ф 18 свыше 10 с приведет к неразумному и нерациональному повышению прочностных свойств. Проанализировав результаты охлаждения п/б.профиля Р 24 видно, что при вре 376мени охлаждения 4-6 с прочностные свойства ( 1) минимально удовлетворяют требованиям ГОСТа, а при меньшем времени охлаждения они ниже допустимого уровня,Кроме того, настоящий стандарт допускает значения не менее значений ГОСТа, т,е. некоторое превышение этих значений в этом случае не явля-.ется нарушением, так как это превышение находится в разумных пределах,Таким образом, интервал времени охлаждения 4-10 с удовлетворяет всему сортаменту стана, является необходимым, позволяющим совместить охлаждение проката с его одновременной пореэкой на пилах горячей резки.Ф о р м у л аи э о б р е т е н и яСпособ изготовления сортового проката преимущественно на линейных прокатных станах с пореэкой проката на пилах горячей резки, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, охлаждение с получением чередующихся закаленных и незакаленных участков, порезку на мерные отрезки на неэакаленных участках, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества проката путем повышения равномерности свойств по длине, охлаждение участков проката, подвергаемых закалке, проводят в течение 4-10 с, а их длину определяют иэ соотношения1 охл 1 др (05 20)про 4где 1,- длина участка охлаждения,мм;Е - длина мерного отрезкапроката, мм;Ир,ф - максимальный размер поперечного сечения прокатываемого профиля, мм,а порезку проката осуществляют нарасстоянии длины мерного отрезка.1357437 Таблица Механические свойства Среднемассовая о температура, Сфткр МПа 410 305 2710 305 27,0 310 26,0 420 900 430 480 880 500 470 820 470 24,5 330 520 770 10 450 22,0 325 710 12 410 19,0 320 570 660 ТребованияГОСТа 5521-76 ъ 294 3 21,0 294 3 441 Таблица 2 Номер профиля Время охлаждения, с Механические свойства 4 , Мпа , МПа 4-6 320 515 18 23,5 335 4-8 525 22 350 8-10 550 4-6 27,6 308 22 490 25 320 6-8 510 23. 325 8-10 535 28 300 24 4-6 445 305 30 6-8 460 33,5 312 470 8-10 Составитель В.КитайскийТехред И.Попович Корректор Г.Решетник Редактор Н.Егорова Заказ 5970/24 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб., д.4/5