Способ охлаждения двутавровых профилей в линии прокатного стана

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 46 1)5 С 21 Р 1/62 ПИСАНИ РЕТ ЕЛЬСТВУ тел епл центролаальлки)жденияихтенсивческих струй на краю зоны центру п ного охл натекающ е зоны и Е ( - -)1 н 1 воды по интенси иаметр к шири т отношения труй воды с 1 ного охла акс ности отводицентре полкименте расхо0Вт/м 2 приния дн/1 в пр риментальтности тепцилиндриОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИ(71) Всесоюзный научно-исследовский институт металлургическойтехники, Свердловский городскойнаучно-технического творчествадежи и Институт машиноведения Уского отделения АН СССР(56) Патент США Ю 3765660,кл, С 21 Р 1/62, 1973.Мрроп БСее 1 Тесйпхса 1 Керог1980, й 16, р 125,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к охлаждению и термической обработке двутавровых профилей в процессе прокатки.Цель изобретения - уменьшение коробления балки и повышение механических свойств металла за счет более равномерного охлаждения профиля,На фиг. 1 показан график зависимости плотности теплового потока от отношения диаметра натекающих струй воды к ширине зоны охлаждения; на Фиг. 2 - профиль зоны сочленения двутавра; на фиг, 3 - устройство для осуществления предлагаемого способа.Обработке подвергали двутавровый профиль из стали 09 Г 2 С.На фиг. 1 показан экспе ный график зависимости пло лового потока (при подаче(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВУТАВРОВЫХПРОФИЛЕЙ В ЛИНИИ ПРОКАТНОГО СТАНА(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки двутавровых профилей в процессепрокатки. Цель изобретения " уменьшение коробления балки и повышениемеханических свойств металла путемболее равномерного охлаждения профиля, Способ включает подачу воды насередину полок двутавра цилиндрическими струями диаметр которых равен0,2-0,3 суммы толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряженияполки со стенкой. Изобретение позволяет уменьшить коробление балок в1,5-2,0 раза. 3 ил., 1 табл. мальное значение плот мого теплового потока впри принятом в экспери де воды составило 10,5 1любой величине отноше еделах от 0,05 до 1,0.Анализ сортамента стальных горяче катанных двутавровых балок от профиля Ю.10 Б до 1" 70 Ш 5 показал что отношение тслщины самой массивной части балки к толщине полки составляет 1,4-2,4, следовательно, и плотность теплового потока при охлаждении от центра полки до края зоны интенсив 1585346ного охлаждения должна уменьшитьсяв 14-2,4 раза.Следовательно, уменьшив величинуд/1 в 1,4-2,4 раза, для края зоныинтенсивного охлаждения полуцим зна 5цение 4,3-7,5.10 Вт/м 2. График нафиг. 1 справедлив для цилиндрическихструй воды,На фиг. 2 изображен профиль зонысочленения двутавра50 Ш 1 (линия 1)с нанесенными на нем линиями 2 распределения теплового потока охлаждения при отношении Йк/1 в пределах от0,05 до 1,0 и при фиксированном значении расхода охлаждающей воды, рассчитанными на основе Фиг. 1.Заштрихованная на фиг 2 зона - экспериментально определенное распределениеотводимого теплового потока, обеспеци вающее достижение поставленных целей,Уменьшение отводимого теплового потока с края зоны интенсивного охлаждения в 1,4-2,4 раза соответствует значениям отношения с/1 в пределах 0,2- 250,3. Изображенные на фиг, 2 кривыетождественны для любых профилей дву.тавров от У 10 до М 70. Толщина самоймассивной цасти балки определялась,как диаметр вписанной в зону сочленения окружности (линия 3).Ширина зоны интенсивного охлаждения 1 принята равной сумме толщиныстенки двутавра Я и удвоенного радиуса сочленения стенки с полкой г, Если 1Б + 2 г, то высокоинтенсивномуохлаждению подвергаются менее массивные элементы профиля - периферийныечасти полок, что приводит к их переохлаждению, Если 1 ( Б ф 2 г, интенсивному охлаждению подвергаются невсе сочленения.Если диаметр натекающих струй воды близок к ширине зоны интенсивногоохлаждения (й/1 ) 0,3), одинаковому .отводимому тейловому потоку подвергаются разномассивные части профиля,что создает градиент температур поширине полки. С другой стороны, приочень узкой струе воды (с 1/1 ( 0,2)н фмассивные части профи.пя охлаждаютсянедостаточно, И в том,и другом случаеувеличиваются остаточные напряженияв металле, что приводит к коробпениюбалки, падению механических свойств.Все это снижает эффективность охлаж 55дения,На фиг. 3 изображено устройстводля осуществления предлагаемого способа избирательного охлаждения двутавровых профилей в линии прокатногостана. К раздающим коллекторам 1, укрепленным на раме 2, осуществляетсяподвод воды 3 через регулировочныевентили 4, Водоподводы перемещаютсяв вертикальной плоскости при помощимеханизмов 5 для установления водяныхсопел 6 по центру полок двутавра 7.Диаметр натекающих струй воды устанавливается в зависимости от номераохлаждаемого профиля из условияй/1 = 0,2-0,3, Цилиндричность струйводыи ее расход регулируется венти"лями 4,Проводили охлаждение двутавраУ 50 Ш 1 при Фиксированном значениирасхода охлаждающей воды и различныхдиаметрах натекающих струй воды,осуществляемое на устройстве, изображенном на Фиг. 3. Ширина зоны сочленения этого профиля 1 = Б + 2 гсоставляет 63 мм, Профиль зоны сочленения этого двутавра изображен нафиг. 2, При движении готового двутавра, имеющего температуру 950 С, порольгангам прокатного стана из водяных сопел 6 (фиг.3) подавали на середины полок двутавра цилиндрическиеструи воды, при этом насадки сопелменяли от диаметра 6,3 мм (й/1 = 0,1)до 25,2 мм (йн/1 = 0,4).В таблице йриведены механическиесвойства, определенные по вырезаннымиз двутавровой балки темплетам (сталь09 Г 2 С), причем темплеты вырезали изкрая полки (на расстоянии 1/6 открая а, и из середины полки двутавров б) - охлажденных согласно предлагаемому и известному способам. Втаблице приведены также данные покривизне стенки двутавра Г в зависимости от способа охлаждения, что характеризует величину коробления балки. Кроме того, в таблице указанысвойства двутавра после обработкипо известному способу (охлаждениедвутавра с помощью струй воды, направляемых на внешние поверхности инижние части внутренних поверхностейполок),Таким образом, предлагаемый способ охлаждения двутавровых профилей (примеры 2-4) позволяет по сравнению с известным увеличить предел прочности в середине полки на 1,54, предел прочности на краю полки на 7, пре5 15853 дел текучести в середине полки на 2, предел текучести на краю полки на 111 и относительное удлинение и ударную вязкость на 5-10 ь, снизить разброс механических свойств на краю полки и в ее середине с 7-2 до 1-5 Ф, за счет этого уменьшить коробление балки в 1,7-2,5 раза.%1 О Отклонение от предлагаемых пределов отношения диаметра натекающих струй к ширине эоны интенсивного охлаждения, принимаемой равной зоне сочленения, приводит к значительному ухудшению всех параметров (примеры .5 и 6). Способ охлаждения (отношение 1 к/1) Иеханические свойства КСЧ,ИДж/мПример мм Г (кривизна стенки)е т т в ф КСЧ+20, ИПа ИПа Ж ИДж/мд а0,360,40. а 320 . 460 31 0,65 2,5б 345 500 36 0,69 Известный Предлагагаемый а 340 500 35 0,68 б 350 510 38 0,70 1,4 0,40 0,42 1,0 0,41 345 505 36 0,69 0,42 0,41 350 510 340 500 345 510 320 480 0,70 0,68 38 32 0,43 2,2 0,380,71 0,66 345 500 0;41 37 0,70 2,5 310 460 30 350 490 36 0,64 0,36 0,69 0,40 с 1/1 = 0,20Нйжний пределс 1/1 = 0,25 аСредний предел бдк/1 = 0,30 аВерхний предел бс 1 Н/1 = 0,10 аОтношениениже бнижнегопределас 1 н/1 = 0,40 аВыше верхнего бпредела Формула изобретенияСпособ охлаждения двутавровых проФилей в линии прокатного стана, включающий подачу воды на внешние поверхности полок двутавра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения коробления балки иповышения механических свойств металла путем более равномерного охлаждения профиля, подачу воды осуществляют на середину полок двутавра в зону интенсивного охлаждения цилиндрическими струями, диаметр которых составляет 0,2-0,3 ши рины этой зоны, а ширину зоны интен-, сивного охлаждения принимают равной сумме толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой158534 б Составитель В,Русаненкодактор И,Недолуженко Техред Л,СердюковаЮ Е Ща орректор Л илипенкое еее аш ШШ Е каз 23 ВНИИПИ с здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина роиэводственн твенного113035,Тираж 513митета по .изобретениясква, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКНТб., д, 4/5