Способ горячей прокатки стальной полосы

(594 В 21 СССРРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЗОБР НИЯ ВИДЕТЕПЬСТву К АВТОР(71) Институт черной металлури Карагандинский металлургичекий комбинат(56) Мелешко В .И., Качайлов А.П .,Мазур В.Л. Прогрессивные методыпрокатки и отделки листовой стали.М.: Металлургия, 1980, с.55-66. гиисТ т,) фветственно ба- б е овое о корост ура пр екущие атие,и темпераатки,(57) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАЬНОЙ ПОЛОСЫ, включающийв непрерывном многоклетерегулированиеотносительня в последней клети в пр(54СТАЛ ТКИ бжакачения х же параметров вом ст ого об 6 п с 1,0 пс 5,дел жа ОПИСАНИ 5-252 в функции скорости и температуры прокатки в зтой клети приизменении скорости в диапазоне8-30 м/с и температуры в диапазоне780-920 С, о т л и ч а ю щ и й с.ятем, что, с целью повышения равномерности структуры и механическихсвойств полосы, регулирование об-.жатия осуществляют в соответствиис зависимостью99314 2талл, прокатанный при разной скорости, имеет разное суммарноеупрочнение, а значит, он по-разномурекристаллизуется и отличается 5большой неравномерностью структурыпо длине полосы (особенно на заправочном участке полосы длиной до200 м и участке, на котором происходит разгон стана до рабочей скорости),Равномерность структуры тонколистовой стали определяется постоянством степени деформации полосыв последней клети стана горячей про-катки. Степень суммарной деформации Е металла в последней клетичистовой группы стана горячей про, катки можно выразить следующим об 1 11Изобретение относится к.обработке металлов давлением,. а именно к листопрокатному производству, и совершенствует способы горячей прокатки полос.Цель изобретения - повышение равномерности структуры и механических свойств полосы.Сущность способа горячей прокатки стальной полосы состоит в следующем.На промышленных станах процесс прокатки проходит, как правило, в нестационарйь 1 х условиях, Однако из основных причин является изменение (регулирование) скорости прокатки и температуры конца прокатки. При прокатке полос с постоянными обжатием, скоростью и температурой конца прокатки структура металла, как правило, однородна по всей длине, Изменение скорости и температуры конца прокатки приводит к изменению скорости и степени завершенности процессов разупрочнения стали в межклетевых промежутках и, как следствие, к изменению стрУктуры металла.Так, увеличение. температуры конца прокатки приводит к увеличению скорости процессов разупрочнения и наоборот. При возрастании скорости прокатки полосы (например, во вре. мя разгона чистовой группы стана сметаллом в валках) продолжительность пребывания металла в межклетевых промежутках чистовой группы стана уменьшается, Как результат этого, степень завершенности процесса разупрочнения металла во время прохождения последнего межклетевого промежутка после деформации в предпоследней клети уменьшается при увеличении скорости прокатки, т.е. чем .выше скорость прокатки, тем меньше времени металл после обжатия в предпоследней клети находится в межклетевом промежутке и, следовательно, в меньшей мере разупрочняется. В итоге при прокатке полос в чистовой группе клетей широкополосного стана с переменной скоростью металл в последнюю клеть стана поступает с различной степенью остаточного упрочнения. Причем степень остаточного упрочнения металла тем больше, чем вьше скорость прокатки, Далее даже после одинакового обжатия в последней клети стана меразом.20 где Е=Е+ Ео)степень деформации полосы в последней клети;степень остаточной деформации металла перед последней клетью вследствие неполного разупрочнения его в межклетевом промежутаост ке.При увеличении скорости Ч прокатки 1 возрастает, соответственно при неизменной величине обжатия металла возрастает и Е. . Следовательно, для сохранения неизменной величины Г необходимо при увеличении скорости прокатки Ч уменьшать степень обжатия полосы в последней клети стана,При увеличении температуры Т метал.ла скорость его разупрочнения возрастает. Следовательно, при прокат ке полос в условиях, когда температура металла перед последней клетьюнепрерывно возрастает, степень остаточного упрочнения металла уменьшается, т.е. при прочих равныхусловиях при возрастании Т уменьшаетсяЕ и как результат, уменьОСт фшается величина. Для сохраненияна неизменном уровне величинынеобходимо при возрастании температуры деформированного металла Т перед последней клетью непрерывногостана горячей прокатки увеличиватьстепень деформации полосы Г, в этойпоследней клети.Таким образом, при прокатке сталь.ных полос на непрерывных широкополосных станах варьирование величиной обжатия полосы в последней(2) 3 1 клети чистовой группы стана следует осуществлять в обратной зависимости , от скорости прокатки и в прямой зависимости от температуры прокатываемой полосы, Эту зависимость наиболее удобно представить в видегде с и Е - величины обжатий в последней клети широкополосного стана горячей прокатки при скорости Ч и температуре Т прокатки и при ско-, рости Ч и температуре Т соото ветственно.и и м - показатели степени влияния названных факторов технологии горячей прокатки на скорость разупрочнения металла в последнем межклетевом промежутке (перед обжатием в последней клети).Значения показателей и и е определяются, исходя из следующих предпосылок.Способ предназначен, главным образом, для горячей прокатки тонких полос (преимущественно толщиной до 4 мм) на непрерывных широкополосных станах, На современных широкополосных станах скорость прокатки (при прокатке с разгоном) тонких полос изменяют от 8-10 м/с на переднем конце полосы до 25-30 м/с (максимальное) на заднем конце. Изменение скорости прокатки более чем на 5 Хр т.е. в 1,05 раза, заметно сказывается на качестве металла. Максимально скорость прокатки может изменяться в 3,75 раза, т,е. скорость .прокатки в последней клети стана может изменяться в 1,05- 3,75 раза. Обжатие в последней клети станов горячей прокатки обычно находится в пределах 5-253. Температуру прокатки металла в последней клети изменяют в диапазоне 780- 920 С, т.е. в 1,18 раза. Причем влияние температуры уже заметно проявляется при изменении ее нао20 С. Изменение температуры на 20 С от 780 до 800 С соответствует увеличению ее в 1,02 раза, Общее изменение температуры возможно в 1,02-1,18 раза(для определения изменения режима обжатия в последнейклети).Зависимость (1) представим в виде 199314 4где 5 можно считать базовой (исходной, установочной) величинойобжатия полосы, а К представляетсобой коэффициент, учитывающий суммарный эффект скорости прокатки итемпературы металла на процессыего разупрочнения в последнеммежклетевом промежутке непрерывногостана. Коэффициент Кц можно пред 10 ставить как произведение частныхкоэффициентов " Чтав КЧ "твыражающих раздельное влияние скоростипрокатки К и температуры металла Кт,Сравнение выражений (1) и (2) пока 15 зывает, чтоТПри регулировании процесса прокат. ки диапазон значений коэффициента К /определяется диапазоном возможнйхотношений, поскольку Кат ф 8 /Е,Если за базовую величину обжатия принять максимально возможное25значение, равное 257 р то при регулировании с в диапазоне 5-257минимальное значение отношения - -6Еравно а , - 0,2. Поскольку на лраРтнО МИНке изменейие обжатия на величину,отличающуюся менее чем на 0,1 отпервоначального значения обжатия,заметно не проявляется на качествеметалла, то за максимальное значение отношения - следует принятьЕЕрв . 0,9. Таким образом, диапазонЕоф 4 кс35 возможных изменений коэффициента Втаравен 0,2-0,9С достаточной для решения практических задач точностью можно считатьвлияние К и Кт одинаковым, т.е,40 одинаковым можно считать вклад этихкоэффициентов в суммарный коэффи циент Кчт Так как Кчт/мин К чт миф ххат 0 2 тоКч Ктм= И,2 " 0,45. СоответственнорКч45 =Ктмс="ГОр 9 = 0,95,Максимальная степень деформацииполосы со = 253 должна применятьсяпри минимальной скорости полосы У= 8 м/с. Следовательно, при увели 0 чении скорости прокатки в 1,05-.3,75раза величину обжатия необходимоуменьшить в 0,95-0,45 .раза.,На современных станах скоростьпрокатки может регулироваться с дос 55 таточно высокой степенью точности.Кроме того,изменение скорости7, 11 катки путем изменения величины обжатия в функции одновременно двух параметров процесса - скорости прокатки и температуры металла перед последней клетью. Способ предусматривает также возможность регулирования процесса прокатки в функции только одного параметра - только скорости прокатки,или только температуры ме, талла. Такое регулирование имеет место в случаях, когда, например, скорость прокатки не изменяется Ч = = Ч =сььМ , а изменяется только температура металла. Тогда зависимость (1) принимает вид Е =( - )о То Если неизменна температура металла Т: То = сспз 1 , а варьируется скорость, то регулирование должно осуществляться в соответствии с зависимостью Е= б () . Подобная си,(туация реальна в случаях, когда за счет применения межклетевого охлаждения полосы обеспечивается стабиль ность температуры металла, прокатываемого с переменной скоростью,П р и м е р. Предлагаемый способ опробован наширокополосном стане горячей прокатки. Прокатываются полосы толщиной 2,2 мм из стали 08 кп, Прокатку осуществляют по принятой на стане технологии без регулирования величины обжатия в последней клети стана в зависимости от скорости прокатки и температуры прокатываемого металла, а также по предлагаемому способу, когда при увеличении скорости прокатки величину обжатия уменьшают, а при увеличении температуры увеличивают, т.е. обжатие изменяют в обратной зависимости от скорости проката и в прямой зависимости от температуры полосы. В первом случае при прокатке по известной технологии при изменении скорости прокатки от 8,5 (на переднем конце полосы) до 13 м/с на средней части полосы (прокатку ведут с ускорением 0,25-0,3 м/с) величину обжатия в последней клети оставляют неизменной и равной 173. Не изменяют величину обжатия в последней клети стана и в функции изменения температуры прокатываемого металла. В результате такой прокатки получают высокую неравномерность структуры и механических свойств по длине полосы. Вфчастности, структура металла переднего конца полосы состоит из зерен феррита 10 99314 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 11 балла, а величина предела текучести Й = 30-32 кгс/мм. В среднейчасти полосы размер зерна ферритасоответствует 6-7 баллу, а пределтекучести металла бт = 23-25 кгс/мм,При прокатке по предлагаемомуспособу при изменении скорости прокатки полосы от 8,5 до 13 м/с величину обжатия полосы в последней клети уменьшают от 20-22 до 157. в случае примерно постоянной температуры прокатываемой полосы (при Т й ТпФ850 С). Следовательно, при увеличении скорости прокатки уменьшают величину обжатия полосы в последней клети стана и устанавливают;величину обжатия, исходя из зависимости (1). В случае, когда температура металла возрастает на20-25 С, величину обжатия в последней клети увеличивают на 3-47,т.е. величину обжатия изменяют вобратной зависимости от скорости прокатки и в прямой зависимости от темпе.ратуры полосы. В результате регулиро .вания процесса прокатки по предлагаемому способу наблюдают существенноеповышение равномерности и улучшениемеханических свойств металла по длине прокатываемых полос. А именно, напереднем конце полос размер зернаферрита увеличивается до 7-8 баллов,предел текучести снижается до 25- .27 кгс/мм . В средней части полосыразмер зерна феррита и величинапредела текучести остаются примернона том же уровне: зерно 6-7 балла,23-25 кгс/мм.Таким образом, проведенное сравнение показывает преимущества предлагаемого способа регулированияпроцесса прокатки перед известным.Как видно из приведенных данных,предлагаемый способ обеспечивает улучшение качества прокатной продукцииза счет повышения равномерностиструктуры и механических свойствполосы.Предлагаемый способ целесообразноиспользовать как при производствегорячекатаной тонколистовой сталитоварного назначения, так и припроизводстве предельной продукцииподката для станов холодной прокаткилиста и жести. Как известно, улучшение равномерности структуры и механических свойств горячекатаного подката обеспечивает повьппение качества холоднокатаного металла (листовойЗаказ 7755/6 Тираж 548ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 стали, предназначенной для изготовления деталей методом холодной штамповки, жести),Для реализации предлагаемого способа может быть применено устройство, содержащее датчики скорости прокатки и температуры прокатываемого металла. Сигнал от этих датчиков поступает в вычислительное устройство, которое рассчитывает управляющее воздействие, требуемое в соответствии с зависимостью (1), и далее к исполнительному механизму, осуществляющему регулирование обжатия полосы в функции температуры полосы и скорости прокатки по предлагаемому способу. При неизменных величинах скорости прокатки и температуры металла величина обжатия в последней клети стана поддерживается постоянной. При изменении скорости прокатки и температуры прокаты" ваемого металла управляющее вычислительное устройство по предложенной зависимости находит такое значение величины обжатия, которое позволяет сохранить неизменной степень суммарного упрочнения прокатанногометалла и в итоге высокую равномерность структуры и свойств металла подлине полосы. Изменение величины обжатия в последней клети стана потребует перераспределения величинобжатия в предыдущих клетях (при прокатке полос неизменной толщины), Однако изменение степени деформации 1 п полосы во всех клетях чистовой группы стана, за исключением последнейклети, несущественно сказывается наструктуре и свойствах готовогопроката.15 Предлагаемый способ может бытьиспользован также в случаях, когдапрокатка одной полосы осуществляетсяс постоянной скоростью, но в преде 2 п лах.партии полос скорость прокаткиизменяется от одной полосы к другой.В этом случае необходимо изменятьвеличину обжатия в последней клетистана при переходе к прокатке каж дой последующей полосы в соответствиис изменением скорости и температурыпрокатки.