книги из ГПНТБ / Грицук Н.Ф. Производство широкополочных двутавров

Достаточно высокая стойкость кристаллизатора достигнута не только за счет хорошего качества меди, но также и за счет плакирования рабочих поверхностей кристаллизатора хромом. Важную роль в по­ вышении стойкости кристаллизатора играет настройка поддержи­ вающих роликов. Расстояние между ними выбирается несколько меньше, чем соответствующие внутренние размеры кристаллизатора,

чания усовершенствования агрегата и отработки технологического процесса отливки.

Качество литых заготовок двутаврового сечения весьма высокое. На поверхности заготовок практически отсутствуют поры, плены,

* В с к о б к а х п р и в е д е н а п л о щ а д ь с е ч е н и я п р о ф и л я .

274

фекты, характерные для двутавровых заготовок, получаемых с блю­ минга. Возвратно-поступательное движение кристаллизатора при до­ статочной и равномерной смазке его сурепным маслом не оставляет

в связи с чем автоматизации регулирования уровня металла при­ дается большое значение. При разливке стали без роликов, поддер­ живающих гребни фланцев заготовки, наблюдались продольные угловые трещины. Трещины были также по центру стенки, в месте

12 3 * S

встречи фронтов затвердевания металла, если в процессе отливки

нюю структуру. По периметру профиля располагается зона закалки толщиной 12,7 мм, под которой находится зона столбчатых кристал­ лов, хорошо сформированных дендритов и в центральной части — зона сферических кристаллов. В центральной части профиля имеется небольшая пористость металла, особенно в местах сочленения стенки с фланцами. В отдельных заготовках в этих зонах наблюдались не­ большие усадочные раковины, особенно при низких скоростях раз­ ливки.

Прокатку литых заготовок производили на комбинированном

ния на стане приведена на рис. 117. Основные характеристики уни­ версальных и вспомогательной клетей стана даны в табл. 50. Произ­ водительность стана около 360 тыс. m в год.

Отсутствие дефектов на поверхности литых заготовок позволяет основную их часть направлять на стан для прокатки без зачистки.

Эту особенность рассматриваемой технологии очень важно учиты­ вать при производстве широкополочных двутавров, с поверхности которых удалить дефекты в ряде случаев невозможно в пределах, установленных стандартами весьма жестких допусков на размеры этих профилей. Поэтому в ряде зарубежных станов, прокатывающих

удаляют путем вырезки дефектных мест из штанг. При этом резко увеличивается выход немерных длин и общий расход металла. Чтобы избежать этого, на современных станах, прокатывающих двутавро­ вые профили, обязательно предусматривают охлаждение блюмов после прокатки, осмотр и зачистку их поверхности и повторный нагрев перед прокаткой на стане. Использование литых заготовок позво­ ляет более рационально организовать технологический процесс про­ изводства двутавров, исключив из него операции, связанные с за­ чисткой металла, а также в более широких масштабах использовать горячий посад заготовок в методические печи стана.

В табл. 51 приведен сортамент двутавровых профилей, прокатка которых запроектирована из литых заготовок. В начале 1969 г. была освоена отливка трех типоразмеров литых заготовок (тип А, В, и С), из которых в результате прокатки получали широкополочные дву­ тавры 21 профилеразмера. Общая вытяжка по площади при прокатке этих профилей находилась в пределах от 6,3 до 16,6, что обеспечило полное разрушение литой структуры металла.

По полученным механическим свойствам широкополочные дву­ тавры, прокатанные из литых заготовок, подобны .аналогичным про-

276

филям, полученным из блюмов (рис. 118). Несколько более высокие значения пределов прочности и текучести у профилей, прокатанных из литых заготовок, и меньшие величины относительного удлинения при разрыве обусловлены некоторыми различиями в химическом составе стали.

Получение плоских боковых поверхностей литых заготовок по­ зволило избежать выпучивания металла при прохождении его через нагревательную печь, которое наблюдалось при использовании ка­ таных заготовок с характерными выпуклыми наружными поверх­

З А Г О Т О В О К Н А З А В О Д Е Ф И Р М Ы А Л Г О М А С Т И Л ( П Р О Е К Т )

* О т л и в к а о с в о е н а .

277

X-26.6

11:

Прокатка из слитка S \ Прокатка излитык 4.0

• заготобок

3,0

п е р е х о д е на п р о к а т к у ш и р о ­ к о п о л о ч н ы х д в у т а в р о в р а з ­

Л7к5_ Інб 1969г

278

Ровный рез заготовок газовым резаком позволил обеспечить по­ стоянный уверенный захват металла в первой клети стана, что дало возможность ускорить процесс прокатки.

Использование литых заготовок позволило существенно умень­ шить расход металла на тонну готового проката. В 1969 г. из 8931 m литых заготовок выход годного составил 93,14%. За этот же месяц

достигнуто за счет уменьшения отходов готовой продукции при уда­ лении на ней дефектов металлургического происхождения, а также за счет уменьшения брака (недоката и концевой обрези) при исполь­ зовании более совершенных и однородных по форме литых загото­ вок. На рис. 119 приведены данные о изменении количества брака (недоката и отходов) в процессе отделки готовой продукции при производстве широкополочных двутавров из литых и катаных за­ готовок.

Более точная резка литых заготовок по длине позволила умень­ шить отходы при раскрое готовой продукции.

В процессе прокатки литых заготовок отмечены несколько более высокие нагрузки на валки и двигатели рабочих клетей, чем при прокатке аналогичных катаных заготовок.

ПРОИЗВОДСТВО СВАРНЫХ ДВУТАВРОВ

В большинстве технически развитых зарубежных стран основное производство широкополочных двутавров в настоящее время сосре­ доточено на прокатных станах. Способ горячей прокатки является наиболее экономичным и высокопроизводительным способом изготов­ ления широкополочных двутавров. Вместе с тем опыт ряда стран показывает, что в определенных условиях способ получения широко­ полочных двутавров сваркой из листов экономически вполне может конкурировать с получением этих профилей прокаткой. Прежде всего это относится к производству широкополочных двутавров вы­ сотой более 600—1000 мм и менее 150 мм.

Включение в сортамент прокатного стана широкополочных дву­ тавров больших размеров значительно увеличивает затраты на его сооружение и эксплуатацию, так как в этом случае резко возрастают габариты и масса основного и вспомогательного оборудования, мощ­ ности двигателей, расходы на валки и т. д. В связи с тем, что потреб­ ность в широкополочных двутаврах высотой более 1000 мм состав­ ляет обычно менее 1 % от общей потребности в этих профилях, услож­ нение стана вследствие возрастания затрат становится экономически нецелесообразным. В ряде зарубежных стран, например в Италии,

ным ограничивать сортамент прокатных станов двутаврами высотой 400—600 мм, изготовляя профили больших размеров на агрегатах сварки или получая из других стран. По данным японской фирмы

279

278

Ровный рез заготовок газовым резаком позволил обеспечить по­ стоянный уверенный захват металла в первой клети стана, что дало возможность ускорить процесс прокатки.

Использование литых заготовок позволило существенно умень­ шить расход металла на тонну готового проката. В 1969 г. из 8931 m литых заготовок выход годного составил 93,14%. За этот же месяц

лении на ней дефектов металлургического происхождения, а также за счет уменьшения брака (недоката и концевой обрези) при исполь­ зовании более совершенных и однородных по форме литых загото­ вок. На рис. 119 приведены данные о изменении количества брака (недоката и отходов) в процессе отделки готовой продукции при производстве широкополочных двутавров из литых и катаных за­ готовок.

Более точная резка литых заготовок по длине позволила умень­ шить отходы при раскрое готовой продукции.

В процессе прокатки литых заготовок отмечены несколько более высокие нагрузки на валки и двигатели рабочих клетей, чем при прокатке аналогичных катаных заготовок.

ПРОИЗВОДСТВО СВАРНЫХ ДВУТАВРОВ

В большинстве технически развитых зарубежных стран основное производство широкополочных двутавров в настоящее время сосре­ доточено на прокатных станах. Способ горячей прокатки является наиболее экономичным и высокопроизводительным способом изготов­ ления широкополочных двутавров. Вместе с тем опыт ряда стран показывает, что в определенных условиях способ получения широко­ полочных двутавров сваркой из листов экономически вполне может конкурировать с получением этих профилей прокаткой. Прежде всего это относится к производству широкополочных двутавров вы­ сотой более 600—1000 мм и менее 150 мм.

Включение в сортамент прокатного стана широкополочных дву­ тавров больших размеров значительно увеличивает затраты на его сооружение и эксплуатацию, так как в этом случае резко возрастают габариты и масса основного и вспомогательного оборудования, мощ­ ности двигателей, расходы на валки и т. д. В связи с тем, что потреб­ ность в широкополочных двутаврах высотой более 1000 мм состав­ ляет обычно менее 1 % от общей потребности в этих профилях, услож­ нение стана вследствие возрастания затрат становится экономически нецелесообразным. В ряде зарубежных стран, например в Италии,

ным ограничивать сортамент прокатных станов двутаврами высотой 400—600 мм, изготовляя профили больших размеров на агрегатах сварки или получая из других стран. По данным японской фирмы

279

Фудзи сейтецу, разница в стоимости сооружения прокатного стана для производства двутавров высотой до 600 мм и до 1000 мм состав­ ляет около 30%.

При прокатке широкополочных двутавров высотой менее 150 мм производительность прокатного стана резко уменьшается, а себе­ стоимость продукции увеличивается, что делает производство таких профилей на современных высокопроизводительных станах экономи­ чески нецелесообразным.

Кроме того, из-за низкой температуры конца прокатки, недоста­ точной жесткости рабочих клетей и стойкости валков на прокатном стане в ряде случаев технически невозможно получить толщины элементов широкополочных двутавров менее 2,8—3,0 мм, которые обычно требуются для профилей небольших размеров. В связи с этим в сортаментах большинства действующих в настоящее время про­ катных станов отсутствуют широкополочные двутавры высотой менее 150 мм.

Прокатные станы даже наиболее современной конструкции, тех­ нически непригодны для массового производства несимметричных двутавров с полками неравной ширины и толщины, двутавров, полки и стенки которых состоят из разных марок стали, а также ряда дру­ гих специальных двутавровых профилей, производство которых осу­

полнены экономические исследования, целью которых было вы­ явление границ рационального сортамента для прокатных станов и агрегатов сварки, производящих широкополочные двутавры, а также определение конкурентоспособности этих двух способов производ­ ства в различных условиях. Эти исследования показали, что эконо­ мическая эффективность использования для производства широко­ полочных двутавров прокатного стана или агрегата сварки опре­ деляется многочисленными факторами, главные из которых следую­ щие: общая потребность страны в двутавровых профилях в сортаментном разрезе; производительность прокатного стана и агрегата сварки; масса заказываемой партии двутавров одного размера; удаленность потребителей двутавровых профилей от металлурги­ ческих заводов; стоимость исходных материалов.

На рис. 120 приведены зависимости величины затрат на произ­ водство одной тонны широкополочных двутавров прокаткой и сваркой из листов от размера профиля и массы заказываемой партии, полу­ ченные японской фирмой Явата сейтецу. В условиях Японии произ­ водство сварных двутавров любых размеров является экономически эффективным, если масса заказываемой партии не превышает 50 т. При больших объемах производства сварные двутавровые профили всех размеров получаются дороже горячекатаных в среднем на 10— 15%. Указанное удорожание сварных широкополочных двутавров может быть компенсировано экономией металла только на профилях высотой менее 150 мм, которые за счет утонения элементов могут быть получены на 15—20% легче, чем горячекатаные соответствующих размеров.

280

Аналогичные выводы получены английской фирмой Интернейшен констракшн, которая для Швеции установила экономическую целе­ сообразность производства широкополочных двутавров высотой более 600 мм сваркой, а для Люксембурга (т. е. по существу Европейского рынка со значительно большей потребностью в двутавровых профи­ лях) рекомендовала построить высокопроизводительный универсаль­ ный балочный стан для прокатки двутавров высотой до 1000 мм.

Согласно данным английской машиностроительной фирмы Дэви Ашмор, построившей за последние годы несколько станов для про-

kßOO

ч

катки широкополочных двутавров, производство двутавров сваркой экономически целесообразно только в условиях небольшой (100— 200 тыс. m в год) потребности в них. При большей потребности эко­ номически выгодно прокатывать двутавры с широкими и параллель­ ными полками независимо от их размера.

Опыт США, Японии, Англии, ФРГ и других развитых в техниче­ ском отношении капиталистических стран показывает, что в усло­ виях значительной потребности в широкополочных двутаврах агре­ гаты сварки экономически целесообразно специализировать на про-, изводстве тех размеров и типов этих профилей, которые по техниче­ ским или экономическим причинам не могут быть получены на про­ катном стане. В соответствии с этим общим направлением в специали­ зации агрегатов для производства сварных широкополочных дву­ тавров во многих зарубежных странах создано соответствующее оборудование и технология, рассчитанные на выпуск профилей раз­ ных размеров.

Сварные широкополочные двутавры высотой более 600 мм во многих зарубежных странах производят на специальных поточных

281