Способ горячей прокатки полосового металла

(71) Московский орРеволюции и орденаного Знамени инсти У 36на Октрудово ьской Крас- спласт во лухин,н, З.П.Ка.Меденковов ьство СССР38, 1982.ование и пой разливкис312-324 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ И АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетелУ 939140, кл, В 21 В 1/Чижиков Ю.М. Редуциркатка металла непрерывнМ.: Металлургия, 1974,4) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОСОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к прокат" ному производству и может использоваться при горячей прокатке полосового металла и на широкополосовых станах горячей прокатки. Цель изобретения - снижение величины обрези. Способ состоит в том, что деформацию сляба осуществляют вертикальными валками, один из которых, установленный по ходу прокатки относительно технологической линии на стороне печей, имеет на бочке ручей, боковые стенки которого образуют с поперечной осьюо симметрии сляба угол в 10-45 а друоФ гой - 45-90 , а после выгрузки из печи подстуживают боковую грань сляба Е на величину, прямо пропорциональную разности вытяжек по ширине. Могутподстуживать и подогревать угловые части. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.12600 Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке полосово-.го металла и на широкополосовых станах ШПС ) горячей прокатки, преимущественно в черной металлургии.Целью изобретения является снижение величины обрези.Способ включает нагрев слябов впечах, многократную черновую деформацию их вертикальными и горизонтальными валками до подкатов, последующую обрезку концевых частей подкатови подачу подкатов на чистовую деформацию, согласно изобретению, осуществляют деформацию вертикальными валками, один из которых, установленныйпо ходу прокатки относительно технологической линии на стороне. печей,имеет на бочке ручей, боковые стенки . 20которого образуют с поперечной осьюсимметрии сляба угол в интервале10 - 45 , а другой - 45 - 90 . Кроме тогб, после выгрузки сляба изпечи подстуживают .его боковую грань,расположенную по ходу прокатки настороне печей, при этом подстуживание увеличивают прямо йропорциональноразности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката пос- ЗОле черновой деформации. При этом подстуживают только угловые части сляба.К тому же, после выгрузки сляба изпечи подогревают его боковую грань,расположенную по ходу прокатки на 35противоположной печам стороне, приэтом подогрев увеличивают прямо пропорционально разности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката после черновой деформации. При этом подогревают только угугловые части слябов. Также после выгрузки сляба из печи одновременно;подстуживают его боковую грань, расположенную по ходу прокатки на староне печей, и подогревают его другуюгрань, при этом подстуживание и подогрев увеличивают прямо пропорционально разности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката 50после черновой деформации. При этомподстуживают и подогревают только уг- .ловые части сляба,На фиг. показана схема деформациисляба вертикальными валками; на 55фиг.2 - влияние величины угла боковой стенки калибра вертикальных валков и обжатия по ширине сляба на утол 49щение боковой грани сляба; на фиг.3 влияние подстуживания боковой грани сляба на ее утолщение при деформации вертикальными валками; на фиг,4 влияние величины угла боковой стенки калибра вертикальных валков и обжатия по ширине сляба на смещение максимальной величины утолщения боковой грани относительно центра сляба; на фиг.5 - распределение температуры металла в поперечном сечении сляба кривая 1 - с= 5 мин;2 - с= 9 мин); на фиг.б - форма в плане подкатов, переднего и заднего их концов, обрезаемых перед чистовой деформацией.Технологическая линия горячей прокатки полосового металла содержит нагревательные методические печи, группу клетей черновой деформации, ножницы для обрезки концевых частей раскатов и группу клетей чистовой деформации, а также участок воздействия на температуру боковых граней слябов путем их подстуживания, подогрева или того и другого одновременно. Сляб, подаваемый на прокатку, имеет распределение среднемассовой темпе- Эратуры металла по поперечному сечению сляба такое, как показано на фиг.5. Группа клетей черновой деформации представляет собой ряд приводных вертикальных и горизонтальных валвалков, которыми сляб многократно деФормируют. При этом расположенные относительно технологической линии на стороне печей вертикальные валкина бочке имеют ручей 2, боковые стенки которого образуют с поперечной осью симметрии сляба угол к, = 1 О - 45 (фиг,11, в то время как с обратной стороны технологической пинии установлены вертикальные валки 3, на бочке которых выполнен ручей 4, боковые стенки которого образуют с поперечной осью симо метрии сляба угол= 45 - 90 . Ширина дна ручья на обоих валках примерно равна толщине Н, соответствующего сляба (раската) . При выборе диаметра дна ручья учитывают нежелательность рассогласования скоростей прокатки разных граней раската разными вертикальными валками, так как последнее может привести к дополнительному износу этих валков, Дополнительный износ вертикальных валко" устраняют либо подбором соответствующих скоростей вращения этих вал12 б 0 ков: для отдельно стоящей вертикальной клети, либо изготовлением вертикаиьных валков с одинаковым диаметром дна ручья калибра: для универ-. сальных клетей в случае привода вер тикальных валков от одного электродвигателя, При реализации предлагаемого способа горячей прокатки не во всех черновых клетях необходимо иметь калибровку вертикальных валков, при О веденную на фиг.1. В то же время обязательным является осуществление деформации вертикальными валками с указанной калибровкой, по меньшей мере, в двух - трех первых по ходу прокатки черновых клетях, в которых закладывается неравномерная вытяжка по ширине участков переднего и заднего кон, концов раскатов, приводящая в конечном итоге к повышенным потерям метал-со ла в обреэь (фиг.б, пунктирная линия - при известном способе прокатки сплошная линия - при реализации предлагаемого способа .Основу предлагаемого способа прокатки составляет снижение величины утолщения Н более горячей боковой грани раската (фиг.11, расположенной относительной технологической линии по ходу прокатки на стороне печей, и тем самым максимально возможное уравнение ее с величиной утолщения Н противоположной более холодной грани раската, т.е. обеспечение равенства Нп Ф Н. При этом одновременно участок наибольшего утолщения Нд боковой грани раската, расположенной по ходу прокатки на стороне печей, дополнительно смещают в сторону центра раската, т.е. обеспе- щ чивают В/2 с В /г (фиг.1). Последующей после прохождения вертикальных валков деформацией такого сляба (с Н=-Ни В,гс В,/г) горизонтальными валками имногократностью 45 указанных операций существенно устраняют равномерность вытяжек по ширине участков переднего и заднего концов раскатов. Таким образом, при реализации предлагаемого способа про 50 катки принципиальное значение имеет величина угла К ручья вертикальных валков, установленных относительно технологической линии по ходупрокатки на стороне печей ( фиг.1) . 55 При этом принимать к ) 45 не рекомендуется, так как при этих значенияхвлияние рассматриваемой ка 049 4либровки бочки вертикального валкана снижение величины утолщения боковой грани раската существенно уменьшается (фиг.г), что затрудняет обеспечение выполнения условия Н= НА,.Эти затруднения особенно усиливаютсяпри имеющем место значительном влиянии степени прогрева боковой гранисляба на величину ее утолщения придеформации вертикальными валками1,фиг.З , большие обжатия слябов пбширине) .оПринимать М 10 также не рекомендуется, хотя при Юс 10 расширяются возможности воздействия на значения величин Нии В /2 (фиг.ги 4) и тем самым улучшаются условиядостижения поставленной цели. Указанное ограничение базируется на реальных условиях производства слябов иих прокатки. Например, допуск потолщине на непрерывнолитой сляб до+Остигает ЬН =мм. В этих условиях при к с 10 поверхность боковойграни сляба изначально может существенно не достигать дна ручья калибра и расстояние между ними каприоУ мер, прий= 1 О и ЬН =+1 Оммможет составить10 мм. Указанныевеличины зазора между дном ручья калибра и боковой гранью сляба приоФс 10 становятся сопоставимыми свеличинами обжатий слябов по ширине, что затрудняет полное заполнениеметаллом ручья калибра и нужное фор"мирование боковой грани раскатов.При реализации предлагаемого спасоба прокатки предпочтительно использование вертикальных валков с гладкой бочкой (т.е. К ф 9 О ) для деформации более холодной боковой,. грани раскатов, расположенной по ходу прокатки относительно технологической линии на противоположной печам стороне. Как видно из фиг. 2 и 4, в этом случае облегчается выполнение условия НжН , к тому же упрощается изготовление и эксплуатация вал. ков. Однако если технологией производства полосового металла предусмотрено значительное редуцирование сля"; бов по ширине, рекомендуется использовать на этих вертикальных валках углы ручьев в пределах с = 45 -о90, так как изменение угла ю 6 калибров вертикальных валков в пределахо45 - 90 влияет на форму и размерыутолщений боковых граней раскатов3 126004 ( на Ни В /2, фиг.2 и 4), При с( ( 45 все больше проявляется нежелательное воздействие угла М калибровки вертикальных валков на размеры утолщений боковых граней раскатов (умень. шает Н, фиг.г), что заметно усложняет достижение основного условия Нмя, = НмСледовательно, для предлагаемого способа прокатки не имеет принципи О ального значения величина угла М в укаэанном пределе его изменения М = 45 - 90 , и выбор величины к обусловлен решением задачи устойчивости слябов при значительных обжатиях их 15 по ширине. Применению настоящего способа горячей прокатки предшествуют следующие мероприятия.Предварительно анализируют режим обжатий вертикальными валками в каж дой клети черновой группы и по всему сортаменту прокатываемого металла определяют средневзвешенные значения обжатий для каждой вертикальной клети. При этом анализ осуществляют не 25 по массовым параметрам прокатываемых слябов, а по их числу, С использованием данных о влияний подстуживания боковой грани сляба на ее утолщение при деформации вертикальными валками 30 (на соотношение Н, /Н,фиг.З) устанавливают возможные соотношения Нм,ор /Н м.юв для полученных значений средневзвешенного обжатия в каждой 1 вертикальной клети. 35Используют данные о влиянии величины углов К и Ф боковой стенки калибра вертикальных валков и обжатия по ширине сляба на утолщение боковой грани сляба (фиг.2) для каждой вертикальной клети (по средневзвешенному обжатию), определяют значения углов Ф и М, ручьев калибров вертикальных валков (фиг.1), устанавливаемых по ходу прокатки относительно технологическои линии прокатки на стороне печей и с противоположной стороны. Основу при выборе О исоставляет обеспечение при соответствующем средневзвешенном значении обжатия равенства Н,/Н =- Нм,о /Н ,ц, что равносильно выполнении условия Н ":Н(см. фиг.1) (где Н, = Н .,/Н - при деформации боковой грани сляба вертикальными валками с ручьем, имеющем 55оугол = 45 - 90, Н= Нц, /Н, то же, при угле М= 1 О - 45 по графикам на фиг,5), По зависимости 9 ввлияния величины угла боковой стенкикалибра вертикальных ядиков и обжатияпо ширине сляба на смещение максимальной величины утолщения боковойграни относительно центра сляба(фиг.4 ) оценивают соотношение В/2;в,/г,Для вертикальных валков каждойклети, устанавливаемых по ходу прокатки относительно технологической .линии на противоположной печам стороне, анализируют целесообразность перехода от гладкой бочки этих валково= 45 - 90 ), руководствуясь приэтом необходимостью обеспечения устойчивости слябов при их редуцировании.Выбранные таким образом вертикальные валки (фиг.1) устанавливают,по меньшей мере, в двух - трех вертикальных клетях, по большей мере,во всех вертикальных клетях черно -вой группы. При этом, если технологией прокатки для чистовой деформации предусмотрено использование подкатов различной толщины для прокатки всего сортамента полос, выбранные таким образом вертикальные валкиустанавливаЬт н двух - трех вертикальных клетях; если же для чистовой деформации предусмотрено использование подкатов одной и той же толщины для прокатки всего сортаментаполос, выбранные таким образом нертикальные валки устананливают но всехвертикальных клетях, Во втором случае, конечно, получают большее снижение обрези подкатов перед чистовойдеформацией.Способ горячей прокатки полосовогометалла реализуют следующим образом,Слябы загружают в методические пеЧи У 1 и и после нагрева выгружают на технологическую линию прокатки.При этом загрузку и выгрузку слябовиэ печей каждый раз осуществляют последовательно, начиная с печи Р 1и кончая печью Ф и, так что каждыйсляб перед выгрузкой задерживается перед окном выгрузки в течение с и,где ь - ритм прокатки сляйда. Ь те -чекие указанной задержки боковаягрань сляба, обращен;:зя к окну выгрузки из печей, подстуживается и конечным результатом становится выгрузка и подача на прокатку сляба, боко12600 вая грань которого и угловые частипереднего и заднего концов, обращенные по ходу прокатки в сторону печей,оказываются более горячими (как показано на фиг.5),5В первой по ходу прокатки вертикальной клети сляб с указанным нафиг,5 распределением среднемассовойтемпературы деформируют с получением раската с асимметричным поперечным сечением (как показано на фиг.1)но с Нмл 2 Нм и Вр.п. /2( В /2. Полученный раскат с асимметричным поперечным сечением подают в черновуюклеть с горизонтальными валками, где 15деформируют, уменьшая его толщину.Благодаря тому, что для поперечногосечения раската обеспечено равенстворазмеров Нр Н, при деформации го"ризонтальньми валками получают практически одинаковые вытяжки по ширинераската на его переднем и заднем концах. Одновременно при этом выполняется неравенство Вр/2 ( Вр(2, что поз"воляет сместить участки металла с от носительно большей вытяжкой ближе к середине ширины раската, т.е. также в определенной степени уменьшить не" равномерность вытяжки по ширине.Указанный процесс черновой дефор мации многократно повторяют, пропуская раскат через ряд последовательно установленных черновых клетей, по меньшей мере, через две - три черно,",; вые клети, по большей мере, через З 5 все. При этом каждый раэ путем опи" санного сочетания деформацией вертикальными и горизонтальными валками обеспечивают равенство вытяжек по ширине раската на концевых его час тях, тем самым после черновой деформации получают подкат с практически одинаковой вытяжкой по его ширине на переднем и заднем концах (фиг.б, сплошные линии), 45Подкат подают на летучие ножницы, где обрезают передний и задний концы и при длине Е раската подают в группу клетей чистовой деформации с получением после нее готовой горячека таной полосы.При значительном редуцировании слябов по ширине 1 5-1 Ои более на каждом проходе) возникает необходимость в применении вертикальных вал-. 55 ков с углами калибров м й 45 . Это может затруднить достижение условия НйН Использование в этом случае 49 8вертикальных валков с углами калибров к с 1 О облегчает достижениелусловия Н= Н, но углы ис 10 не рекомендуются к применению в данном способе прокатки. Поэтому при значительном редуцировании слябов по ширине после выгрузки сляба иэ печи его более горячую боковую грань подстуживают, например, водой или смесью воды и воздуха, или подогревают егоболее холодную боковую грань с использованием газопламенной или индукцИойной установок, или одновременно под стуживают и подогревают соответствующие боковые грани сляба соответствующими средствами. При этом достаточно ограничиться применением этих мероприятий не для всей боковой грани, а только для соответствующих угловых частей переднего и заднего концов сляба. Соответствующие угловые части переднего и заднего концов аляба подстуживают 1 подогревают или одновременно подстуживают и подогревают) также при большом разнообразии обжатий вертикальными валками, предусмотренном технологией производства. В этом случае прн выборе значений углов Ми к вынужденное ориентирование на средневзвешенные значения обжатий вертикальными валками также может затруднить удовлетворительное обеспечение условия Н3 Н для большинства типоразмеров раскатов.Заметим, что подогрев-подстуживание боковых граней слябов в предлагаемом способе горячей прокатки о(ьуществляют не для выравнивания распределения температуры по поперечйому сечению выгруженного иэ печи сляба, поэтому предпочтительным местом реализации рассматриваемых мероприятий является участок технологической ли-, нии прокатки между печью В 1 и черновой группой клетей Поэтому также в качестве мерила величины необходимого подстуживанияподогрева боковых граней слябов ис-.Г пользуют степень выравнивания вытяжки на концевых участках предыдущих раскатов после выхода их иэ последней черновой клети, а не . температуру поверхности соответствующих граней прокатываемого металла,Поэтому также подстуживание-подогрев боковых граней слябов не ис" пользуют в качестве основных опера 9 126004 цнй для достижения цели, поставленной в настоящем способе прокатки.П р и м е р.,На непрерывном широкоплосоном стане горячей прокатки.2000 иэ слябов толщиной 240 мм н различной ширины прокатывают полосы толщиной 2,0-16 мм также различнойширины. При этом ширина готовой полосы, по меньшей мере, равна исход" ной ширине сляба, а в основном не сколько меньше ее. Технологией прокатки предусмотрено вначале осуществлять черновую многократную деформацию слябов вертикальными и горизон" тальными валками с получением из 15 него подкатов в основном толщиной 45 мм, затем обрезку переднего и заднего концов подкатов и чистовую прокатку подкатовона готовые полосы различной толщины. Слябы нагревают 20 в пяти методических печах до температуры 1200 С. Сердним ритм прокатки равен одной минуте. Кажцый сляб, соответственно, выгружается из печи с распределением температуры по ширине, аналогичной фиг.5, кривая 1. Предварительно устанавливают, что средневзвешенная величина обжатия вертикальными валками в вертикальном окалнноломателе равна 33, во вто-Э 6 рой и третьей универсальной клети 27, в четвертой н в пятой универсальной, клети Л. Используют данные фиг,3, устанавливают, что иэ-за неравномерного распределения темпера- З 5 туры по ширине слябов при применении вертикальных валкон.с гладкой бочкой будут иметь место неодинаковые утолщения раскатов после деформации этими валками, соответственно рав ные для вертикального окалиноломателя Н/Нм.о 1,05; для клетей В 2 и 3 е,гор,/Нм,хол.= 1 ф 036 для клетей В 4 и 5 Н 01/Н, 1,02.Последующая деформация раскатов45горизонтальными валками будет приво-, дить к неодинаковой вытяжке по ширине на концевых частях, раскатов, к повышенной обрезн концевых частей подкатов, 50Поэтому, используя данные фиг,2, устанавливают, что для уменьшения указанного негативного влияния неравномерного распределения температурыпо ширине слябов на величину обрезипо переднему и заднему концам подкатов можно деформацию боковой гранислябов, расположенной по ходу прокат 9 Оки с противоположной печам стороне, осуществлять вертикальными валками .с с гладкой бочкой М = 90 ), н то время как боковую грань слябов, рас" положенную по ходу прокатки на стороне печей, необходимо деформировать вертикальными валками с калибрами, для которых углы,ф соответственнооравны: вертикальная клеть о = 18 клети В 2 и 3 Ф= 20 , клети Р 4 и 5 Ф = 45 . Прн назначении углов о(исходят из необходимости обеспечения для каждой нертчкальной клети равенства Н/НН /Н, , что равносильно выполненщр условия Н = Н. Например, для вертикального окалиноломателя получают . Нм,в/Нв,ов, =05При Ж = 90 имеют Й, = Н,/Н = 1,16, тогда, чтобы обеспечить равенство Н/Н,05 (согласно фиг,2) необходимо иметь Н = Н/Н = 1,105, последнее возможно в случае принятия угла М = 18 Аналогично подбирают значения М для других клетей, Согласно полученным данньм, устанавливают вертикальные валки соответственно на вертикальный окалиноломатель и в клети2.-5.Осуществляют черновую деформацию слябов в соответствии с дейстнующей технологической инструкцией, контролируя разность вытяжек по ширине на переднем и заднем участках подкатон иа выходе иэ последней черновой клети несимметричность "рыбьего хвоста"),.Устанавливают,что яа большинстве подкатон разность вытяжек по ширине на переднем и заднем участках подкатов несущественна, В то же время в случаях прокатки слябов, для которых существенна разница между е нЕ; где , - средневзвешенное абжатие вертикальными валками в клети;Я фактическое/, снижение разностинытяжек по ширине на концевых частях подкатов оказывается менее значимым, Поэтому прн прокатке этих слябов дополнительно осуществляют подстужинание передних и задних угло"ных участков слябов, обращенных кстороне печей, после выгрузки слябовнз печей. Подстуживанне осуществляют смесью воздуха и воды с соотношением О,ОИш,/шщ а 0,135. Интенсивность подстужнвания регулируют изменениемФормула изобретения 15 1. Способ горячей прокатки полосового металла, включающий нагрев ,сляба, многократную черновую деформацию его вертикальными и горизонтальными валками, обрезку концевйх частей подката и последующую чистовую деформацию, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью снижения величины обрези, деформацию сляба осуществляют вертикальными валками, один из которых, установленный по ходу прокатки относительно технологической линии на стороне печей, имеет на бочке ручей, боковые стенки 30 которого образуют с поперечной осьюо симметрии сляба угол в 10-45 , а другой - 45-902. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что после выгрузки сляба из печи подстуживают его боковую грань, расположенную по ходу 20 соотношения ш, /тв указанных пределах. Контроль необходимого подстуживания производят по величине .различия по ширине концевых частей подкатов на выходе из черновой группы 5 клетей, добиваясь в конечном итоге минимального различия (максимальной%симметричности "рыбьего хвоста" или, лолного его устранения).Реализацией указанных мероприятий 10 снижают величину обрези подкатов на 4-5 кг/т. Таким образом, способ снижает величину обрези. прокатки на стороне печей, при этом подстуживание увеличивают прямо пропорционально разности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката после черновой деформации.Э. Способ по п. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что лодстуживают только угловые части сляба.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после выгрузки: сляба из печи подогревают его боковую грань, расположенную по ходу прокатки на .противоположной печам стороне, при этом подогрев увеличивают прямо пропорционально разности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката после черновой де- формации.5. Способ по п. 4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что подогревают только угловые части сляба. 6. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после выгрузки сляба из печи одновременно подступив вают его боковую грань, расположенную по ходу прокатки на стороне печей, и подогревают его другую боко, вую грань, при этом подстуживание и подогрев увеличивают прямо пропорционально разности вытяжек по ширине на концевых участках предыдущего подката после черновой деформации.7. Способ по п. 6, о т л и ч а ющ и й с я тем, что подстуживают и подогревают только угловые части сляба.260049 7,0 Ю Щ 30 ЙО б 60 юл, грИ аФиг.В Составитель В. Васильер Н. Слободяник .Техред М.Ходанич ерн оррект е писно Заказ 5159/5 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Моск