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

В результате расчетов, проведенных по этой форму­ ле при L = 10 м, у=1,5 м/с; = 3,8 и Кс, равных 1,16;

1,21 и 1,56, получили для рассмотренных случаев следу­ ющие значения: — 52, 107 и 135 с. Если продолжитель­ ность паузы между проходами принять в среднем рав­ ной 3 с, то общая продолжительность пауз с учетом числа проходов составит 6, 18 и 24 с. Суммарная продолжи­ тельность прокатки в редуцирующем агрегате составит 60, 125 и 159 с. Очевидно, что при одинаковых исходных и конечных сечениях производительность редуцирующе­ го агрегата с двумя калибрами в каждой паре валков будет вдвое больше, чем, когда в каждой паре имеется по одному калибру. А в случае, когда в агрегате име­ ются две пары редуцирующих валков с одним калиб­ ром, производительность будет выше производительно­ сти агрегата с одной парой валков примерно в 1,27 раза.

Падение температуры в редуцирующем агрегате, за­ висящее от продолжительности прокатки, согласно рас­ четам, составляет примерно 40 град при 60 с, 80 град

при 125 с, 100 град при 159 с (с учетом времени пере­ мещения слябов от печи до редуцирующего агрегата, принятого равным 60 с).

Рассмотрим еще и такой случай. Редуцирующий аг­ регат состоит из двух пар вертикальных и одной пары горизонтальных валков. В каждой паре валков по два разных калибра шириной 300 и 250, 250 и 200 мм. Требу­

150 мм. Суммарное обжатие при редуцировании по срав­ нению с последним случаем увеличилось на 1100— —900 = 200 мм. Поэтому число редуцирующих проходов должно увеличиться еще на два. Общее число проходов составит 2+3 = 5, причем в число 3 входят и редуциру­ ющие, и плоские проходы, как в предыдущем случае. Все сказанное очевидно. Здесь важно определить, как провести эти два дополнительных редуцирующих про­ хода. Их можно сделать либо в первом калибре первой пары, либо в первом калибре второй пары вертикаль­ ных валков. В первом случае редуцирование осуществ­ ляется при толщине 300 мм. Чтобы раскат мог выйти из редуцирующего агрегата, необходимо вторую пару вер­ тикальных валков раздвинуть на полную ширину раска­ та. Так как калибр во второй паре валков уже, чем в первой паре (250 вместо 300 мм), полоса толщиной 300 мм пройти через него, естественно, не может. Следо­ вательно, раздвижение валков при наличии двух разных калибров по каждой паре валков должно соответство­ вать расстоянию между валками, определяемому по но­ минальному их диаметру. Такое же требование выдви­ гается и для нереверсивных агрегатов, входящих в со­ став непрерывных станов, даже в том случае, если в каж­ дой паре валков имеется по одному калибру.

В реверсивном агрегате с двумя парами валков до­ полнительные проходы могут быть осуществлены и при толщине 250 мм, т. е. в первом калибре второй пары вал­ ков после редуцирования и обжатия полосы до этой толщины. При прокатке в этом калибре полоса может свободно проходить через первый калибр первой пары валков и поэтому они могут быть раздвинуты на мень­ шее расстояние друг от друга. Это, однако, исключается при редуцировании в нереверсивном агрегате.

Опыт показал, что при малых выпусках калибров их ширина у разъема мало отличается от толщины посту.

322

пающих в них полос и вход полосы в узкий калибр ос­ ложняется, когда передний конец несколько изогнут. Чтобы исключить задержки при входе полосы в валки, должны быть предусмотрены соответствующие направ­ ляющие. Однако более надежны специальные калибры

Рис. 126. Калибры вертикальных валков для редуцирования

с двойным или тройным выпуском и с раскрытием увхода, образующим как бы воронку.

Как это видно по рис. 126, при использовании верти­ кальных валков, когда полоса перемещается по рольган­ гу, бурты калибров могут быть разных диаметров. Диа­ метр нижних буртов может быть меньше диаметра верх­ них без ущерба для нормального захвата полосы, нижняя плоскость которой, очевидно, не окажется ниже, чем верхний уровень роликов рольганга, подводящего полосу к валкам. Кроме того, чтобы создать условия для на­

правленного продольного изгиба полосы, если оно будет иметь место, выпуск нижнего бурта калибра следует сделать большим, чем верхнего. Заполнение калибра со стороны бурта (верхнего) с меньшим выпуском увели­ чится, а у нижнего бурта с большим выпуском умень­ шится. Условия защемления полосы в калибре при этом изменяются. В каждом ручье возникает пара сил, кото­ рые образуют момент сил, действующий на полосу и противодействующий ее изгибу в сторону верхних бур­ тов. Полоса по середине ее ширины в том случае, если появятся условия для ее продольного изгиба, будет при­ жиматься к роликам рольгангов. Благодаря появлению третьей точки опоры условия продольного изгиба резко изменятся таким образом, что он практически прекра­ тится. Во всяком случае стрела прогиба не сможет быть больше зазора между нижней плоскостью полосы и об­ разующей роликов или направляющих плит.

Таким образом, возможность продольного изгиба пе­ реднего и особенно заднего концов при достаточно боль­ ших значениях отношений Н/В исключается, когда глу­ бина калибра по верхнему бурту больше, чем по ниж­ нему. Если принять номинальный диаметр рабочих валков для редуцирования полос большой ширины, при отношении Н/В больше 5 равным, например 2000 мм, то по приведенному выше правилу «глубина ручья равна толщине полосы», для слябов сечением 315X2200 мм она будет равна 315 мм. Рабочий диаметр валков по дну при этом составит 2000—730=1270 мм, верхний бурт будет иметь диаметр 2000 мм, а нижний примерно

1800— 1900 мм, т. е. на 200— 100 мм меньше. Не исклю­ чаются и одинаковые диаметры буртов.

РЕДУЦИРУЮЩИЕ АГРЕГАТЫ С СОСТАВНЫМИ ВАЛКАМИ

Эксплуатация валков с особо глубокими калибрами и сравнительно малыми выпусками сопряжена с опреде­ ленными трудностями. Износ валков может ускориться, что повлечет за собой необходимость в более частых пе­ ревалках, а для ремонта и восстановления калибров по­ требуется специальная служба по наварке валков и т. д. Подобные недостатки могут быть полностью исключены, если вместо редуцирующих валков с постоянными ка­ либрами применять валки с составными калибрами [58].

224

Глава 15

СТАЛЕПЛАВИЛЬНО-ПРОКАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОЙ ПРОДУКЦИИ ИЗ МЕТАЛЛА НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ

ПРОИЗВОДСТВО СОРТОВОЙ ПРОДУКЦИИ ИЗ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ЗАВОДАХ

В настоящее время созданы условия для широкого внедрения непрерывной разливки на действующих ме­ таллургических заводах и это связано с использованием действующих блюмингов. Сочетание непрерывная раз­ ливка — блюминг, на первый взгляд, кажется странным, так как при внедрении непрерывной разливки на новых заводах блюминги исключаются. На действующих же за­ водах сочетание непрерывной разливки и прокатки с ис­ пользованием работающих блюмингов дает наибольший как технологический, так и экономический эффект. Объ­ яснить это можно тем, что в действующих технологичес­ ких потоках исключить блюминги и заменить их уста­ новками непрерывной разливки для получения литых за­ готовок с доставкой этих заготовок непосредственно на сортовые станы большой производительности просто не­ возможно. Наоборот, использование блюмингов с сохра­ нением существующих технологических связей между сталеплавильными и прокатными цехами и внутри са­ мих прокатных цехов открывает возможность такого со­ четания. Следует добавить, что само производство ли­ той заготовки по целому ряду причин до сих пор еще не освоено. Оно пока нетехнологично и в ряде случаев нерентабельно. Кроме того, сортовая продукция из ста­ лей многих марок и особенно качественных в настоящее время и, по всей видимости, в обозримом будущем бу­ дет еще производиться из слитков обычной отливки. По этим и другим причинам ломка налаженных технологи ческих потоков на действующих современных заводах, сопряженная с огромными издержками, пока необосно­ ванна. Внедрение же непрерывной разливки при сохра­ нении и использовании действующих блюмингов имеет то преимущество, что на определенное время сохраняется действующия технология, когда сортовая продукция од­ новременно производится из металла непрерывной и

323

обычной разливки. Эго делает безболезненным переход на непрерывную разливку и, кроме того, гарантирует производство всего сортамента сортовой продукции, как но ее размерам, так и по маркам стали.

Использовать действующие блюминги при переходе на металл непрерывной разливки можно в том случае, если масса непрерывного слитка будет не меньше массы обычного. Только тогда можно достигнуть, как минимум, требуемой производительности блюмингов. Кроме того, хотя бы на первом этапе должна быть сохранена воз­ можность нагрева непрерывнолитых слитков в действу­ ющих колодцах блюмингов. Оба этих требования удов­ летворяются, когда непрерывнолитые слитки имеют фор. му слябов. Изменяя размеры сечения слябов и их длину, в каждом конкретном случае можно подобрать литые слябы нужной массы.

Проще всего организовать производство сортовой продукции из непрерывнолитых слябов на заводах, где конструкции нагревательных колодцев блюмингов поз­ воляют нагревать в них непрерывнолитые слябы, масса которых не ниже массы обычных слитков. Например, в нагревательные колодцы современных блюмингов 1300 с подковообразным пламенем можно поместить ли­ тые слябы длиной до 4 м. Масса прокатываемых на этих блюмингах сортовых слитков достигает 10 т. Следова­ тельно, масса непрерывнолитых слябов должна быть не ниже. По опыту прокатки на блюминге 1300, описанно­ му выше (см. гл. 10), подходящими являются непрерыв­ нолитые слябы сечением 315ХЮ50 мм. При длине 4 м масса этих слябов составляет ровно 10 т. Сечение литых слябов может быть увеличено до 350X1100 мм. Их мас­ са при этом достигнет 12 т. Слитки-слябы названных размеров для блюмингов 1300 являются оптимальными. В некоторых случаях на блюмингах, кроме блюмов и сортовой заготовки, получают также и обжатые слябы шириной до 1200 мм. С учетом требуемой ширины обжа­ тых слябов ширина сечения слитков-слябов поэтому мо­ жет быть увеличена до 1200 мм. Масса литых слябов при этом достигнет 13 т. При такой массе литых слябов обеспечивается высокая производительность нагрева­ тельных колодцев и блюмингов и достигается значи­ тельный экономический эффект. Так, на Челябинском металлургическом заводе при организации непрерывной разливки в действующем мартеновском цехе и прокатке

326

непрерывнолитых слябов указанных выше размеров на блюминге экономия составила 2 р. 37 к. на каждой тон­ не заготовки и 4 р. 35 к. на каждой тонне обжатых сля­ бов, прокатанных из литых слябов.

Не менее важно и то, что качество металла продук­ ции, полученной из слитков-слябов сечением 315—350X Х1050— 1200 мм, оказывается достаточно высоким.

Как показали исследования и промышленный опыт прокатки литых слябов на блюминге, для того, чтобы свойства сортовой продукции были высокими и однород­ ными, необходимо применять суммарное обжатие не ме­ нее 80%, хотя бы по одной стороне. Этому требованию удовлетворяют слябы, у которых отношение сторон се­ чения больше трех. При таком соотношении сторон се­ чения в результате значительной односторонней дефор­ мации в благоприятных условиях происходит как уже отмечалось, значительное уплотнение металла, особенно в осевой зоне, что весьма благоприятно сказывает­ ся на качестве металла. Эти условия, кроме того, способствуют ликвидации поверхностных дефектов, осо­ бенно на двух сторонах, отвечающих узким граням слябов.

На действующих заводах, располагающих блюминга­ ми и непрерывно-заготовочными станами, производство сортовой продукции из непрерывнолитых слябов может быть осуществлено в несколько этапов. На первом эта­ пе после строительства в действующих или новых стале­ плавильных цехах установок непрерывной разливки и частичном (или даже полном) переходе на непрерывную разливку сортовых слябов указанных выше сечений и размеров, литые слябы поступают на блюминг и перед прокаткой нагреваются в нагревательных колодцах. Прокатка на блюминге как обычных слитков, так и ли­ тых слябов производится по комбинированной калиб­ ровке.

На втором этапе нагревательные колодцы заменяют нагревательными печами, по-видимому, современного типа — с шагающими балками. При этом слитки нагре­ вают, как обычно, в колодцах, а слябы — в нагреватель­ ных печах. Количество печей и колодцев должно соот­ ветствовать производству слябов и слитков.

На третьем этапе производство обычных слитков пол­ ностью прекращается, все колодцы заменяются нагре­ вательными печами, калибровка валков блюминга уже

3 2 7

может быть не комбинированной и рассчитанной только

на прокатку слябов.

На четвертом этапе — при полном переходе на не­ прерывнолитые слябы — возможна модернизация блю­ минга или замена его реверсивным редуцирующим ком­

плексом.

Рассмотрим все это несколько подробнее для усло­ вий завода, располагающего современным блюмингом 1300. На таком заводе установки непрерывной разливки можно построить как в действующем, так и в новом кон­ вертерном цехах, причем в действующем цехе на первом этапе только на половину его производства—2 млн. т

вгод. В новом конвертерном цехе всю сталь получают

ввиде слябов, предназначенных для листопрокатного производства и в виде сортовых слябов для блюминга. В этом проявляется еще одно преимущество новой тех­ нологии. В новом цехе должно быть выплавлено не ме­ нее 2 млн. т стали в год для полной загрузки блюминга и соответствующее количество стали для производства

листов. Для обеспечения листовых станов однозначно решается вопрос о снабжении их непрерывнолитыми сля­ бами. Если не принять новой технологии, в новом цехе должна быть организована разливка слитков в обычные изложницы. Понятно, что такое совмещение разных спо­ собов разливки не только не отвечает современному со­ стоянию металлургического производства, но и противо­ речит ему. Когда же в этом цехе будут отливаться и сор­ товые слябы, все установки непрерывной разливки могут быть сделаны однотипными с полной унификаци­ ей основного и вспомогательного оборудования, пригод­ ного для разливки как листовых, так и сортовых слябов. Капитальные затраты будут при этом минимальными и, кроме того, создадутся весьма благоприятные условия для планирования производства, выполнения заказов и т. д. Наряду с этим может быть решен и такой важный вопрос, как обеспечение листовых станов слябами ма­ лых ширин, которые можно будет получать на блюмин­ ге из соответствующих сортовых слябов.

Наиболее подходящими заготовками для сортового производства оказались слябы сечением 1100X350 мм, длина которых может доходить до 4 м, а масса до 12 т. В колодцах слябы нагреваются в вертикальном положе­ нии. Их размещают вдоль стенок колодцев в два ряда в шахматном порядке. Чтобы стенки колодцев при вы­

328

грузке и загрузке слябов не портились, в них на соот­ ветствующей высоте должны быть сделаны выступы — «пояски». Доставлять слябы к колодцам нужно только в вертикальном положении на специально приспособлен­ ных вагонах. Это существенно облегчает и ускоряет за­ грузку.

На первом этапе прокатка литых слябов и обычных слитков производится по единой комбинированной ка­ либровке (см. рис. 100). Режим прокатки слябов сече­ нием 1100X350 мм приведен в табл. 60. Согласно этому режиму блюмы сечением 280X370 мм, поступающие на непрерывно-заготовочный стан, получаются за девять проходов.

Таблица 60

Режим прокатки литых слябов 1100X350 мм на блюминге 1300 по комбинированной калибровке валков

Замена нагревательных колодцев нагревательными печами может быть выполнена по-разному. Один такой вариант для реальных условий показан на рис. 129. На­ гревательные печи располагаются таким образом, что они практически не мешают работе колодцев — те и дру­ гие могут действовать одновременно. Из нагреватель­ ных печей слябы выдаются на приемно-транспортный рольганг, который для этой цели удлиняется. Путь коль­ цевой слиткоподачи при этом соответственно укорачива-

329

330