Литой сляб

СОЮЗ СОВЕТСНИХС ЭЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 02 1 38 МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ БРЕТЕН ПИ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСК у кат ис- ячеы л(57) Изобретение относится к прному производству и может бытьпользовано при изготовлении горкатаных полос на непрерывных ширполосных станах. Цель изобретенипрямая горячая прокатка от машинепрерывного литья заготовки пуисключения промежуточного подогслябов перед прокатным станом.имеет широкие стороны, соединен полуокружностями 2, радиус К которых равен половине высоты сечения, расстояние С между их центрами равно ширине плоских сторон 1. С = В - 2 К + + (0,215-0,22)Н, где В - ширина сляба из сортамента стана; К - радиус полуокружностей боковых сторон; Н - высота сляба. В предлагаемом слябе: ввиду отсутствия острых кромок отсутствует локальное захолаживание в указанных зонах, что благоприятствует равномерному распределению температуры по сечению, а также положительно сказывается на процессе формообразования, исключая трещины. Это позволя" ет обеспечить процесс прямой прокатФ ки за счет использования тепла отливки от ее кристаллизации из расплава, Ожидаемый экономический эффект складывается из экономии энергоресурсов, ранее затрачиваемых на промежуточный нагрев слябов перед широкополосным станом. 1 ил., 2 табл,4 йьИзобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаныхполос на непрерывных широкополосныхСтанах,Цель изобретения - прямая горячаяпрокатка от машины непрерывного литьязаготовки путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом,На чертеже изображены наложенныепоперечные сечения предлагаемогосплошные линии) и известного слябовштрих-пунктирные линии),15Предлагаемый сляб имеет широкиестороны 1 и узкие боковые стороны 2,Образованные полуокружностями, ради-ус которых равен половине высоты сеения, а расстояние С между их центра 2 Оми равно ширине плоских сторон 1.Прямоугольное сечение известногосляба той же высоты и шириной В, пло 4 адь прикромочных зон А и приращениелощади сечения в предлагаемом слябе 254 за счет увеличения его ширины навыделены штриховкой.В качестве примера конкретного использования предлагаемого изобретениярассмотрим прокатку непрерывно-литого сляба предлагаемой формы толщинойН = 50 мм.и расстоянием между цент 1 ами полуокружностей С = 855 мм (шиина сляба из сортамента В = 1050 мм)а стане 2000.При этом устанавливается, что длина и толщина слябов из сортаментаСтана выбраны из расчета обеспечениянаибольшей производительности при рафиональной загрузке оборудования иостаются неизменными при любой формеПоперечного сечения, поэтому в качестве компенсации массы отсутствующихПрикромочных зон в предлагаемом слябепредложено увеличение именно ширинысляба. Абсолютная величина приращенияширины невелика (20-50 мм) и :уществуюший резерв обжимной способностивертикальных клетей НШПС позволяетсравнительно легко обеспечить задан"ную ширину на выходе из стана путемнекоторого увеличения обжатия в этихклетях. Этому способствует также то,что при прокатке сляба с полукруглыми боковыми гранями в цилиндрическихвертикальных валках процесс деформирования развивается не только вдольпоперечной оси сляба, но и перпендикулярно ей по высоте, заполняя ме А = А Из чертежа следует 1А: НК 7 Кг2 ) А =ЬН К = 0,5 Н - это следует из условиясопряжения полуокружностей с прямоугольной частью сечения. Тогда А = - Нг - -Нг12 80,107 Нг = 0,11 Нга из (1) следует Ь Н = 0,214 Нготкуда Ь= 0,107 Н 26 = 0,214 Н(2) Так как в результате предлагаемых изменений формы сечения сляба радиус закругления боковых сторон определяется его толщиной (К = 0,5 Н), то в качестве характерного поперечного размера, с учетом которого производится выбор того или иного типоразмера кристаллизатора из имеющегося парка, принята протяженность его широких граней, т.е. расстояние С между центрами полуокружностеи боковых сторон.Из чертежа с учетом (2) и условия сопряжения сторон сечения следует: С = В - 2 К + (0,215-0,22) Н(3) где В - ширина сляба, указанная в сортаменте стана; К - радиус закругления боковых сторон сляба; Н - высота сляба, таллом объем отсутствующих лрикромочных зон. При этом из-за меньшей площади очага деформации обжатие осуществляется с меньшими усилиями и, следовательно, с меньшими энергозатратами по сравнению со слябом, имеющим прямоугольное сечение; кроме того, здесь ослабляется или вовсе исчезает нежелательный эффект прикромочных наплывов, наблюдающийся при обработке прямоугольных слябов.Исходя иэ условия равенства объемов следует равенство площадей соответствующих зон поперечных сеченийГраницы диапаз она трет ь его членаформулы (3) установлены следующим образом. Если величина третьего членаокажется меньше 0,215 Я, то приращение объема за счет увеличения прямоугольной части сечения недостаточнодля компенсации отсутствующего объемаприкромочных эон; соответственномасса предлагаемого сляба и, следовательно, производительность стана окажутся меньше установленных величин.Если же третий член будет меньше0,22 Н, то величина приращения объемаокажется больше объема прикромочныхзон, и при обжатии на заданную ширину в вертикальных валках смещенныйобъем металла заполнит прикромочныезоны, образовав прямоугольное сечение, переместится вдоль поперечнойоси сляба на глубину очага деформации, а его излишек разместится наповерхности сляба в виде прикромочных утолщений, что, как известно,является нежелательным. 25Предложенный диапазон значенийтретьего члена (О, 215-0, 22) Н обеспечивает сохранение часовой производительности стана на заданном уровне при прочих условиях и вф то жевремя создает условия для реализациирациональной технологии прокатки напредлагаемых слябах, что ведет кдостижению положительного эффекта -экономии энергоресурсов за счет исключения, нагрева сляба перед прокаткойпри той же массе, что и в известномслябе.Подставив Н250 мм, С = 855 мм,В = 1050 мм в формулу (3): 855 =- 050 - 20,5250 + Кф 250, определя 40ем, что козффищент К в третьем члене равен 0,22, т,е. его величина находится в пределах указанного диапазона. Величина приращения площади се 45чения за счет увеличения протяженнос)ти широких сторон составляет А= КфН Н = 4 КК; площадь прикромочныхзон А, = 2(2 К - - иКф) 0,86 К, При1,К Ф 0,22 АА, следовательно, массапредлагаемого сляба равна массе прямоугольного сляба, указанного в сортаменте, поэтому часовая производительность стана сохраняется на уровне заданной; вместе с тем, смещенный объем55,металла при прокатке в вертикальныхвалкйс до заданной ширины располагается в объеме прикромочных зон, образуя сечение, близкое к прямоугольному, беэ прикромочных наплывов. Такимобразом, обработка этого сляба не сопровождается нежелательными эффектами. Соответственно при К ( 0,215 производительность стана уменьшается, апри К0,22 создаются условия дляформирования прикромочных наплывовпри прокатке в вертикальных валках.По исходным данным средняя температура по сечению сляба прямоугольнойформы размерами 2501050 мм при скорости разливки 0,702 м/мин без дополнительного подогрева в начале прокатоки сбставляет 1100 С; при этом температура центра сечения равна 1330 С,температура середины широкой граниравна 950 С, середины узкой (боковой)ограни 720 С и температура углов сечения (кромок) не превышает 670 С. Притакой температуре кромок применениебольших обжатий в первых клетях стана предполагает высокие степени искорости деформации, которые не обеспечены соответствующим ресурсомпластичности металла в этих областяхпри укаэанной температуре, Это за"трудняет процесс формообразования,вызывает разрывы раската на кромках,увеличивает износ валков,В предлагаемом слябе острые кромки и прилегающие к ним быстроостывающие объемы металла отсутствуют, атемпература середины боковой полукруглой стороны приблизительно в 1,3 раза выше соответствующей температурысляба прямоугольной формьг и близкак 950 С, Это вытекает из следующихсоображений. Плоп 1 адь поверхности тепплоотдачи периферийных объемов а, в,с в предлагаемом слябе в 1,3 разаменьше, чем соответствующая площадьа, б, в в слябе прямоугольного сечения. Соответственно количество отданного в атмосферу тепла за одинаковыйпериод времени в предлагаемом слябев 1,3 раза меньше, чем в прямоугольном.1Известно, что количество теплотыв нагретом теле пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Если предположить, чтовесь периферийный объем имеет ту жетемпературу, что и точка в, а температура воздуха равна 0 С, то получимуказанное соотношение температур се"редин боковых сторон сравниваемых,слябов (1,3) и значение температурыпериферийных объемов в предлагаемом слябе не ниже 950 С.При указанной температуре прикромочных областей сляба, являющейся наименьшей по его сечению, допустимы интенсивные обжатия как в валках вертикального окалиноломателя, так и в последующих универсальных клетях стана без снижения качества прокаты ваемой полосы. Это позволяет на части производимой продукции перейти к прогрессивной технологии "прямой" прокатки, т.е. с использованием только тепла отливки без промежуточного подогрева.В табл. 1 и 2 показано влияние коэффициента протяженности широких сторон сляба и радиуса закругления уаких сторон сляба на эффективность 20 его использования. Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого изобретения складывается из экономии топ лива в нагревательных печах НШПС при переходе к производству части продукции методом "прямой" прокатки,Формула из обр етенияЛитой сляб, поперечное сечение которого имеет две противолежащие широкие и соединякзцне их две боковые узкие стороны, о т л и ч а ю щ и й - с я.тем, что, с целью прямой горячей прокатки от машины непрерывного литья заготовок путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом, широкие стороны соединены между собой двумя противолежащими полуокружиостями, радиус К которых равен пояовине высоты сляба, а расстояние между их центрами равноС = В - 2 И + (0,215-0,22)Н,где С - расстояние между центрамирадиусов окружностей, описывающих боковые стороны;В - ширина сляба;Н - высота сляба.1431879 Таблица 1 Относительная Эффективность применения предлагаемоРазность площадей сечений Значения К го сляба-77 0,2 0,00 0,215 0 2,37 О, 02 К 0,22 0,24 11, 57. 0,1 К Таблица 2 Значения К, мм Эффективность использования предложенного сляба Производительность стана сохраняется заданной, избыточныйсмещенный объем не приводит к появлению прикромочных наплывов; применение слябов допустимо, цель изобретения достигается. 0,5 Н = 125 0,4 Н = 100 Объем предлагаемого сляба меньше объема известного, производительность снижается, следовательно использование слябанедопустимо, т,е. эффект не достигается. Появляются прикромочные наплывы, которые можно ликвидироватьдополнительными проходами, что ведет к значительному увеличению энергозатрат, Применение сляба нежелательно, цельизобретения не достигается. 0,6 Н = 150 ВНИИГГИ Заказ 5373/10 Тираж 467 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 предлагаемого А и известного А слябов А=А-А=4 К 20,86 Ь А=А -А=4 КК 2 - 0 86 Кю разность площадей сечений, - 1007.А Снижается производительность стана,следовательно, использование слябанедопустимо, положительный эффект недостигается,Производительность стана сохраняетсязаданной, прокатка слябов на стане допустима, экономия энергоресурсов достигается. Производительность стана сохраняетсязаданной, избыточный смещенный объемпри прокатке в вертикальных валках составляет 2,37 всего смещенного объемаи не приводит к появлению прикромочныхнаплывов. Применение сляба допустимо,цель изобретения достигается. Производительность сохраняется заданной, однако избыточный смещенный объем( 1 Ф,57) вызовет появление прикромочныхнаплывов после бокового обжатия; при-менение сляба нежелательно, цель изобретения не достигается.