книги из ГПНТБ / Чижиков, Ю. М. Редуцирование и прокатка металла непрерывной разливки

на попутные заказы. При производстве полосовой стали в рулонах, зачистка которых, как известно, не произво­ дится, отбраковку можно делать либо в целых холодно­ катаных рулонах, либо при их раскрое на листы. Оче­ видно, что доля отбракованных рулонов и листов будет приближаться ко всему объему зачистки. При произ­ водстве таких листов даже из зачищенных непрерывно­ литых слябов в литом состоянии количество забрако­ ванного металла должно быть порядка 28,65%. Из всего сказанного следует, что зачистка непрерывнолитых сля­ бов в литом состоянии совершенно неэффективна. Более разумным в сравнимых условиях оказался процесс за­ чистки обжатых слябов.

До сих пор шла речь о выборочной зачистке слябов, когда удаляются явные дефекты поверхности. Более це­ лесообразной с точки зрения качества конечной продук­ ции будет, очевидно, сплошная зачистка, хотя и здесь можно утверждать, что такая зачистка литых слитков менее эффективна, чем обжатых. Кроме того, сплошная зачистка непрерывнолитых слитков любого сечения в литом состоянии просто неэкономична. Это легко под­ тверждается следующими сравнительными расчетами. При сплошной зачистке, например, непрерывнолитого сляба сечением 1800X250 мм со съемом 3 мм на сторону

35 т такого сечения длиной 10 м составит 0,98 т.

При прокатке тех же листов из слябов того же сече­ ния и сплошной зачистке после его обжатия, например на 40%, т. е. в толщине 150 мм, будем иметь следующее. Очевидно, что дефекты поверхности в процессе нагрева частично уйдут в окалину и их глубина уменьшится при­ мерно на 0,5 мм, т. е. до 2,5 мм. Из-за неравномерности деформации поверхностные слои обжимаются больше, чем сечение в целом. В данном случае при суммарном обжатии 40% степень выкатки, по опытным данным, со­ ставит 65%, т. е. глубина дефектов должна уменьшить­ ся до 2,5-(1—0,65) =0,88 мм. В итоге в стружку бу­ дет потеряно (1800+150)-2-0,88:1800-150=0,0126, или

1,26% металла, что при массе сляба 35 т составит 0,442 т. По сравнению с зачисткой слябов в литом со­

201

При прокатке сортовой продукции из литых блюмов, например сечением 300X360 мм, снятие 3 мм на сторону при зачистке в литом состоянии означает потерю со стружкой (300+360)-2-3:300-360=0,0368, или3,68% ме­ талла. Если применить исходный непрерывнолитой сли­

объем потерь со стружкой существенно уменьшится. По опытным данным, две стороны блюмов, соответствую­ щие узким граням литых слябов, в результате весьма значительной односторонней деформации в глубоком калибре приобретают поверхность достаточно высокого качества и не нуждаются в зачистке. Две другие сторо­ ны требуют зачистки. Но и при зачистке по всей ширине (360 мм) со снятием 3 мм потери составят только 360Х

Х2-3:330-360=0,0182, и л и 1,82%. В действительности,

эти потери будут еще меньше, главным образом в связи с переходом в окалину части поверхностного слоя метал­

например литых слябов, не имеет формы правильного прямоугольника. Широкие стороны сечения слябов обычно не плоские, а выпуклые. При удалении поверх­ ностного слоя на машине огневой зачистки из-за слож­ ности снятия стружки по кривой, соответствующей вы­ пуклости слябов, неизбежны повышенные потери метал­ ла. Очевидно, что, когда грани зачищаемого металла будут плоскими, такими, какие они получаются при про­ катке, потери со стружкой будут соответствовать глуби­ не заданного съема.

В нёкоторых случаях, когда необходимо уменьшить обезуглероженный слой металла, целесообразно сплош­ ную зачистку металла осуществлять после его нагрева перед прокаткой, т. е. в обжатом состоянии. При зачист­ ке металла в литом состоянии эта возможность исклю­ чается, так как перед дальнейшей прокаткой литой ме­ талл будет нагреваться, а следовательно, в нем будет проходить и процесс обезуглероживания поверхностного слоя. Непрерывной разливкой получают, как известно, и литые квадраты малых сечений. В результате зачист­ ки, хотя при этом решается основная задача — удаление поверхностных дефектов — сама поверхность металла

202

Ч а с т ь III

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОПЫТ РЕДУЦИРОВАНИЯ И ПРОКАТКИ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ

Глава 10

ПРОКАТКА СОРТОВОЙ ПРОДУКЦИИ И ТРУБ ИЗ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ

ПРОКАТКА СОРТОВОЙ И ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ ЛИТЫХ СЛЯБОВ СЕЧЕНИЕМ

800X200, 700X175, 800X150 и 600X150 мм

В процессе освоения новой технологии производства прокатной продукции накопился большой опыт по про­ катке заготовки, сортовых профилей и цельнокатаных труб из непрерывнолитых слябов различных сечений. Сортовую и трубную заготовку получали из слябов се­ чением 600X150, 700X175, 800X200, 800X150 и 950Х

Х280 мм. Отношение сторон сечения этих слябов состав­ ляло от 3,4 до 5,4. Слябы с отношением сторон сечения 4 и 5,4 являлись листовыми и предназначались для про­ изводства листов. Слябы сечением 950X280 мм были специально заказаны для производства сортовой про­ дукции, а также обжатых слябов для получения из них листов.

Слябы, за исключением слябов сечением 600X150 мм, отливали на вертикальных установках непрерывной разливки. Слябы 600X150 мм получены на радиальной установке.

Все слябы прокатывали на действующих блюмингах и обжимных станах. Прокатке непрерывнолитых слябов

Для этой цели впервые, еще в 1951 г., квадратные слит­ ки сечением 580X580 и 640X640 мм прокатывали вна­ чале на слябы толщиной 180 мм, шириной 369, 460, 540 и

204

600 мм (соотношение сторон сечения 2; 2,5; 3 и 3,3). Эти слябы с того же нагрева [7,8] затем прокатывали на «ребро». Полученные темплеты поперечных сечений (рис. 96) показывают, что с увеличением отношения Н/В условия прокатки ухудшались.

Прокатку осуществляли на блюминге 900 Златоу­ стовского металлургического завода по калибровке, приведенной в работе автора [41]. На блюминге 1000

т

Н/ВЧ -3

Рис. 96. Обводки полос, прокатанных на заготовку

Руставского металлургического завода повторили эти опыты со слитками несколько большего сечения, из ко­ торых получили слябы толщиной от 170 до 395 мм, ши­ риной до 715—800 мм при соотношении сторон сечения от 2 до 4,7. Обжатые слябы с того же нагрева в соответ­ ствующих калибрах подвергали редуцированию — де­ формации для уменьшения ширины и прокатке до полу­ чения блюмов сечением порядка 190X280 мм, по режи­ мам, приведенным в табл. 16. Результаты оказались не блестящими. Однако в процессе исследования накопился очень ценный материал о поведении металла при реду­ цировании и о качестве заготовки. Этот материал был использован в дальнейшем.

Первые опыты по прокатке начали с непрерывноли­ тыми слябами с отношением сторон сечения 1:4. Одно­ временно с промышленными опытами провели широкие исследования методом моделирования прокатки полос

205

с отношением сторон сечения больше 2. Благодаря этому методу удалось выяснить особенности нового процесса, впоследствии названного «процессом редуцирования», и,

становилась высотой, позволяла осуществить их дефор­ мацию на действующих обжимных станах (блюмингах). При прокатке по действующим калибровкам, для чего один из калибров должен иметь ширину не более 200 мм, такая возможность определялась высотой подъема верх­ него валка. Наряду с этим имелись ограничения по га­ баритам клещей посадочных кранов и т. д. Кроме того, имела значение и масса слябов. Так как длина слябов ограничивалась размерами нагревательных печей и ко­ лодцев, масса слябов зависела от их сечения. В какой-то мере выбранные сечения удовлетворяли и требования производственников, чтобы масса слябов соответствова­ ла массе слитков, прокатываемых на стане. Впервые в мировой практике промышленные опыты по прокатке сортовой продукции из листовых слябов непрерывной разливки были осуществлены на блюминге 1000 мм Руставского металлургического завода. Слябы сечением 800X200 мм, отлитые на вертикальной установке До­ нецкого металлургического завода, где они используют­ ся для прокатки листов, нагревали в колодцах блюмин­ га. Посадку слябов длиной 2000 мм, массой 2,5 т в ко­ лодцы и их выдачу производили клещевыми кранами. К приемному рольгангу блюминга слябы транспортиро­ вали при помощи слитковоза. Все эти операции не вы­ зывали особых затруднений. Нагревали слябы до 1240— 1260° С. Прокатывали их по обычной калибровке путем значительной деформации в калибре шириной у дна 198 мм, глубиной 170 мм. Блюмы 200X280 мм получали за 15 проходов, в числе которых два холостых. После

20 7

4- и 10-го проходов кантовали раскаты и прокатывали их на гладкой бочке для снятия местного уширения на концах. Обжатия по проходам при редуцировании были

* Здесь и в последующих таблицах к — кантовка.

После прокатки блюмы поступали на ножницы, где отрезали передний и задний концы. Масса обрези на оба конца составляла 150—200 кг, или 6—8% от массы

2 0 8

исходных слябов. Как показали опыты, масса обрези яв­ ляется постоянной величиной и зависит только от фор­ мы и размеров исходного сечения слябов, в связи с чем процент обрези уменьшается по мере увеличения исход­ ной длины и массы слябов. После остывания поверх­ ность всех блюмов тщательно осмотрели. Осмотр пока­ зал, что почти все блюмы имеют хорошую поверхность и необходимую геометрию. На некоторых блюмах обра­ зовались неглубокие желобки на боковых сторонах, со­ ответствующих широкой грани слябов. Причиной этому была некоторая утяжка по середине сечения прокаты­ ваемой полосы и практически отсутствие деформации по узкой грани: из сляба толщиной 200 мм получали блюмы такой же толщины.

Отметили также, что глубокая вырубка (следы за­ чистки) по широкой грани слябов порождает складки на блюмах; это подтверждает мнение о том, что чистить металл нужно не в литом, а в обжатом состоянии.

После осмотра и зачистки блюмы 200X280 мм, по­ лученные из непрерывнолитых слябов 800X200 мм, на­ гревали в методических печах и прокатывали на трубо­ заготовочном стане на трубную заготовку диаметром 180 мм и заготовку 100X100 мм, которую затем прока­ тали на круглый профиль диаметром 16 мм. Заготовка ЮОХЮО мм получилась без дефектов поверхности.

Трубную заготовку ломали на прессах на штанги заданной длины. Все изломы тщательно контролировали. Нарушений сплошности и каких-либо специфических де­ фектов в изломах не обнаружили. Полученные штанги нагревали в кольцевой печи до 1270° С. Прошивку и дальнейшую прокатку производили на комплексе трубо­ прокатных станов по действующей технологии и получи­ ли трубы диаметром 219 мм и с толщиной стенки 8 мм.

Учтя опыт, изложенный выше, новую технологию оп­ робовали на обжимном стане 820 Кировского завода (Ленинград). Этот стан дуо-реверсивный. С передней стороны он оборудован рабочим рольгангом, манипуля­ тором и кантователем, с задней стороны — одним только рабочим рольгангом. Стан обслуживается трехзонной методической печью с нижним подогревом и боковой вы­ дачей. На стане прокатывают слитки сечением 470Х Х470 мм (верхнее сечение) массой 2,0 т. Полосы разре­ зают при помощи пил горячей резки.

Первоначально прокатали литые слябы по действую­

щей калибровке, при этом еще раз убедились в том, что значительная односторонняя бездефектная деформация возможна только в специальных глубоких калибрах

[42—45].

На основании результатов моделирования прокатки слябов 700X175 и 800X200 мм в масштабе 1:5 разрабо-

Рис. 97. Комбинированная калибровка валков для прокатки заготовки из ли­ тых слябов и квадратных слитков; сечение литых слябов, мм:

а — 800X200; 6 — 800X150; в — 700X175

2 1 0