Способ прокатки заготовок на обжимном стане

ОПИСАНИЕ РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ 09) у (ШЗ 3 о 5(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК НА ОБЖИМНОМ СТАНЕ(71) Заявитель Республиканское унитар- (56) 5 П 1750753 А 1, 1992. ное предприятие Белорусский Ме- 5 П 1636075 А 1, 1991. таллургический завод (ВУ) 5 П 1463358 А 1, 1989.(72) Авторы Бондаренко Александр Ни- 5 П 1176979 А, 1985. колаевич (ВУ) ТиЩенко Владимир 5 П 1503902 А 1, 1989.Андреевич (ВУ) Анелькин Николай Иванович (ВУ) Бабков Петр Александрович (ВУ) Рябцев Олег Викторович (ВУ) Жучков Сергей Михайлович (ПА) Горбанев Аркадий Алексеевич (ПА) Луценко Владислав Анатольевич (ПА)СПОСОб прокатки ЗЗГОТОВОК на ОбЖИМНОМ стане, включающий ПОСЛСДОВЗТСЛЬНУЪО ПрОкатку В ЧСрНОВЫХ И ПрОМСЖуТОЧНЫХ ЯЩИЧНЫХ калибрах С регламентированными ОТНОСИТСЛЬНЫМИ обжатиями И кантовкаМи МСЖДУ проходами И ПрИ Передаче раската ИЗ калибра В калибр, а также прокатку В ЧИСТОВЫХ калибрах валков ОбЖИМНОГО стана, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТСМ, ЧТО прокатку В ЧСрНОВЫХ И ПрОМСЖуТОЧНЫХ ЯЩИЧНЫХ калибрах ОСУ 1 ЦССТВЛЯЮТ С ОТНОСИТСЛЬНЫМИ обжатиями ПО проходам МЕЖДУ кантовкаМи, не превышающими ОТНОСИТЕЛЬНЫХ обжатий, установленных ИСХОДЯ ИЗ СООТНОШСНИЯ 28,1 0,165 0,025(п-1), где ед - относительное обжатие п - номер прохода после кантовки.Изобретение относится К производству проката, в частности К способам прокатки заготовок на реверсивнь 1 х обжимных, заготовочнь 1 х и крупносортнь 1 х прокатных станах, и может быть использовано при прокатке заготовок, преимущественно квадратного и круглого сечений, из непрерывнолитых слитков. Использование способа наиболее эффективно при производстве заготовок из инструментальных сталей, подшипниковых сталей перлитного класса и других легированных сталей с ограниченным ресурсом пластичности при низких температурах.В качестве прототипа принят способ прокатки заготовок на обжимном стане, включающий последовательную прокатку в черновых и промежуточных ящичных калибрах с регламентированными относительными обжатиями и кантовками между проходами и при передаче раската из калибра в калибр и прокатку в чистовых калибрах валков обжимного стана 1.Недостатком прототипа является низкое качество готовой заготовки при прокатке легированных сталей, содержащих карбидообразующие легирующие элементы, в частности подшипниковых, легированных инструментальных и других сталей, например сталей ферритного класса, мартенситно-ферритного класса при температурах прокатки 10301060 С, стали аустенитного класса при пониженных температурах прокатки и др. Снижение качества заготовок происходит вследствие образования поперечных трещин на боковых гранях раската после его кантовки. В то же время при прокатке заготовок из сталей с пониженной склонностью к уширению возможно незаполнение калибров и сваливание раскатов, а также образование морщин при прокатке.Расчетно-аналитические и экспериментальные исследования, выполненные на стане 850 Республиканского унитарного предприятия Белорусский металлургический завод(РУП БМЗ), показали, что поверхности раската, контактирующие с валками, охлаждаются до 720 750 С. После кантовки вследствие низкой теплопроводности таких сталей температура металла не успевает выровняться за счет внутреннего тепла, и прокатка в последующем после кантовки проходе происходит при большом температурном градиенте. Из технической литературы известно, что при температуре ниже 900 С происходит вь 1 деление из твердого раствора аустенита на границах зерен карбидов хрома, железа (цементита) и сложных карбидов, включающих несколько элементов. Карбиды, выделенные по границам зерен, имеют высокие прочность и хрупкость. Это приводит к нарушению сплошности охлажденного поверхностного слоя металла и образованию трещин по границам зерен на охлажденной поверхности металла.Задача, решаемая изобретением, состоит в обеспечении отсутствия трещин на заготовках при прокатке в процессе деформации раската, после кантовки в ящичных калибрах и при передаче раскатов из калибра в калибр за счет регламентации относительных обжатий, в частности, при производстве легированных сталей, содержащих карбидообразующие легирующие элементы (подшипниковые, легированные инструментальные и другие стали) при минимальном количестве проходов.Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в предупреждении трещинообразования на поверхности деформируемых заготовок, обеспечивающем повышение качества готового проката.Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ прокатки заготовок на обжимном стане включает последовательную прокатку в черновых и промежуточных ящичных калибрах с регламентированными относительными обжатиями и кантовками между проходами и при передаче раската из калибра в калибр, а также прокатку в чистовых калибрах валков обжимного стана. По изобретению прокатку в черновых и промежуточных ящичных калибрах осуществляют с относительными обжатиями по проходам между кантовками, не превышающими относительных обжатий, установленных исходя из соотношенияп - номер прохода после кантовки.Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре представлена зависимость изменения относительного обжатия по проходам между кантовками, полученная на основании результатов экспериментальных исследований.Способ осуществляется следующим образом.Нагретый до температуры прокатки исходный непрерывнолитой слиток прямоугольного сечения последовательно прокатывают в черновых и промежуточных ящичных калибрах и в чистовых калибрах валков обжимного стана. Прокатку осуществляют с несколькими проходами в каждом калибре. В процессе прокатки между двумя-тремя проходами осуществляют кантовку раската. Величины обжатий в каждом проходе и количество кантовок между проходами и при передаче из калибра в калибр регламентируются условиями прокатки. При производстве заготовок и крупносортных профилей, преимущественно квадратного и круглого сечений, из непрерывно-литых слитков легированных сталей с ограниченным ресурсом пластичности прокатку в черновых и промежуточных ящичных калибрах осуществляют с относительными обжатиями по проходам между кантовками, не превь 1 шающими относительных обжатий, установленных исходя из зависимостип - номер прохода после кантовки.Зависимость, устанавливающая величины максимальных относительных обжатий, превышение которых приведет к трещинообразованию при прокатке, получена на основании результатов экспериментальных исследований, результаты которых были обработаны с помощью методов математической статистики. Целью этих исследований было определение оптимальных условий деформации металла при прокатке заготовок из непрерывнолитых слитков малопластичных сталей. Критерием оптимизации условий деформации металла при прокатке на обжимном стане являлось отсутствие трещин на поверхности деформируемого раската в процессе прокатки при минимальном количестве проходов.С учетом полученной зависимости относительное обжатие в первом после кантовки проходе не должно превышать 16 . Во втором после кантовки проходе величина относительного обжатия может быть увеличена и составлять не более 19 . В третьем проходе относительное обжатие можно еще больше увеличить, однако оно не должно превышать 22 . Такое решение, с одной стороны, не даст возможности образования трещин на поверхности раската при прокатке, а с другой стороны, предупредит снижение производительности стана при производстве труднодеформируемых малопластичных сталей и сплавов.Таким образом, использование полученной зависимости для расчета режима обжатий при прокатке заготовок и крупносортных профилей на реверсивных обжимных, заготовочнь 1 х и крупносортных прокатных станах позволяет предупредить образование трещин на поверхности раската в процессе прокатки. Это обеспечивается ограничением величины максимального относительного обжатия. Одновременно с этим, знание максимально возможных величин относительных обжатий обеспечивает минимальное количество проходов при прокатке слитков, полученных непрерывной разливкой, из легированных малопластичных сталей, а также при прокатке инструментальных, подшипниковых сталей перлитного класса и других с пониженными температурами.Благодаря разогреву боковых поверхностей деформируемого раската в процессе прокатки в результате выделения тепла деформации становится возможным увеличение относительного обжатия по проходам после кантовки. Поэтому, по мере увеличения количества проходов после кантовки, можно увеличивать относительное обжатие. Вместе с тем чрезмерное увеличение количества проходов после кантовки (прокатка с малыми относительнь 1 ми обжатиями) увеличивает общий цикл прокатки, что сопряжено с ростом энергозатрат на прокатку и снижением производительности стана. Если же количество проходов будет уменьшено (прокатка с большими относительными обжатиями), что имеет место при прокатке рядовых марок стали, то при прокатке малопластичных сталей это приведет к образованию трещин на боковых поверхностях раската, что является браковочным признаком. Если величины относительных обжатий по проходам после очередной кантовки не увели 3чивать таким образом, чтобы не превысить заявляемую зависимость при минимальном относительном обжатии в первом после Кантовки проходе, то это приведет К необоснованному увеличению количества проходов при проКатКе с соответствующими снижением производительности и увеличением расхода энергии на прокатку. Превышение относительных обжатий приведет К образованию трещин на боковых поверхностях раската. Таким образом, иная регламентация величины относительного обжатия по проходам между кантовками приводит либо К повышенному расходу энергии на прокатку и снижению производительности, либо К повышенному трещинообразованию на боковых поверхностях раската.Экспериментальные исследования условий реализации заявляемого способа вь 1 полнены в условиях реверсивного обжимного стана 850 Республиканского унитарного предприятия Белорусский металлургический завод (РУП БМЗ) при проКатКе Круглых заготовок диаметром из непрерывнолитых слитков размерами сечения 300 400 мм подшипниковой стали марок ШХ 15 и ШХ 15 СГ. В процессе выполнения исследований варьировали режимы обжатий металла при проКатКе, на основании Которых была установлена зависимость,определяющая величину относительного обжатия в Каждом проходе после очередной кантовки. При проведении исследований оценивали Качество поверхности готового проката и промежуточных раскатов и время (цикл) прокатки одной заготовки. Результаты экспериментов бь 1 ли обработаны с помощью методов математической статистики, на основании Которых была получена заявляемая зависимость.С использованием этой зависимости были разработаны и опробованы на стане 850 новые режимы прокатки Круглых заготовок диаметром 90-130 мм из непрерывнолитого слитка сечением 300 400 мм стали ШХ 15 СГ.Величины абсолютных обжатий металла А 11 по проходам после Кантовки установлены исходя из заявляемой зависимости, определяющей интенсивность увеличения относительных обжатий в Каждом проходе после очередной Кантовки. Применение новых режимов обжатий, регламентирующих степень увеличения относительных обжатий, обеспечило отсутствие трещин в процессе деформации расКата после Кантовки в ящичных калибрах и при передаче раскатов из Калибра в Калибр при проКатКе легированных сталей, содержащих Карбидообразующие легирующие элементы, в частности подшипниковых сталей марок ШХ 15 и ШХ 15 СГ. Прокатка при этом осуществляется с минимально возможным количеством проходов.Это позволило повысить Качество готового проката за счет исключения образования трещин на поверхности деформируемых заготовок, уменьшить отбраКовКу готовой продукции без существенного повышения энергозатрат на прокатку и снижения производительности стана. Таким образом, обеспечено повышение технико-экономических показателей работы стана.Использование заявляемого способа на других реверсивных обжимных, заготовочных,крупносортнь 1 х станах даст возможность повысить технико-экономические показатели производства за счет уменьшения расходных коэффициентов металла при производстве заготовок из легированных сталей с ограниченным ресурсом пластичности, а также при низких температурах - инструментальных, подшипниковых сталей перлитного класса и других.Зависимость изменения максимального относительного обжатия по проходам между кантовками, полученная на основании результатов экспериментальных исследований, по Казана на фигуре, ГДС Емакс - максимальное ОТНОСИТВЛЬНОС обжатие ПО проходам МВЖДУ кантовками, П - КОЛИЧССТВО ПрОХОДОВ.1. Литовченко Н.В., Диомидов Б.Б., Курдюмова В.А., Калибровка валков сортовых станов. -М. Металлургиздат, 1963. - С. 141-145 (прототип).Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.