СПОСОБ ПРОКАТКИ БЛЮМОВ Российский патент 1997 года по МПК B21B1/02 B21B3/02 

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при горячей прокатке блюмов из слитков коррозионно-стойких сталей аустенитного класса.

При прокате слитков на обжимных станах стремятся обеспечить получение готового блюма заданного сечения правильной формы (близкой к квадратной) за минимальное число проходов при использовании максимально допустимых вытяжек. Этим достигается сокращение времени прокатки, уменьшение падения температуры блюма, что необходимо для реализации его последующей прямой (без подогрева) прокатки на непрерывном заготовочном стане, а также наилучшая проработка литой структуры.

Однако допустимые вытяжки за проход ограничены устойчивостью раската в валках и искажениями формы сечения готового блюма. В особенности, это касается прокатки блюмов из высоколегированных сталей, и, в частности, коррозионно-стойких сталей аустенитного класса 18-10.

Известен способ прокатки блюмов из сталей различного химического состава, включающий разогрев слитков до температуры на 100-200^oС ниже температуры плавления стали и последующую их реверсивную прокатку с чередованием проходов: вначале 4-8 проходов на гладкой бочке, затем 5-9 проходов в ящичном калибре [1]
Недостатки известного способа заключаются в том, что при прокатке блюмов из слитков коррозионно-стойкой стали ухудшается качество блюмов и увеличивается необходимое число проходов.

Известен также способ прокатки слитков из высоколегированных сталей на обжимных станах, включающий их деформирование с чередованием проходов на гладкой бочке и в ящичных калибрах, с изменением обжатия в зависимости от химического состава стали, при этом обжатия определяют по эмпирическим зависимостям, исходя из эквивалентного содержания в стали никеля и хрома [2]
Недостатки известного способа состоят в том, что он не определяет оптимального маршрута прокатки (чередования обжатий на гладкой бочке и в калибрах), а также не обеспечивает прокатки с максимально возможной вытяжкой за проход. Это ухудшает прорабатываемость структуры внутренних частей блюма, увеличивает необходимое число проходов, приводит к снижению температуры блюма и невозможности дальнейшей его прокатки без подогрева.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ прокатки блюмов, преимущественно из коррозионно-стойких стали аустенитного класса, включающий разогрев слитков до температуры деформации 1300^oС и последующую их реверсивную прокатку за 17 проходов с чередованием проходов на гладкой бочке и в ящичных калибрах: вначале 8 проходов на гладкой бочке с суммарной вытяжкой 2,33, затем 9 проходов в ящичных калибрах с вытяжкой в каждом проходе 1,13-1,36. Завершают прокатку проходом в ящичном калибре с вытяжкой 1,34 [3]
Недостатки известного способа прокатки состоят в следующем. Известная технология не позволяет обеспечить максимально возможных вытяжек в каждом проходе и не учитывает особенностей формообразования раската из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса при прокатке на гладкой бочке и в ящичном калибре. Это ведет к ухудшению качества блюмов из-за нарушения формы поперечного сечения, ухудшению прорабатываемости литой структуры, а также увеличению числа проходов, что снижает производительность обжимного стана, увеличивает тепловые потери, не позволяет реализовать прямую (транзитную) прокатку без подогрева блюмов перед непрерывным заготовочным станом.

Целью изобретения является повышение качества блюмов при одновременном сокращении числа проходов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе прокатки блюмов, преимущественно из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса, включающем разогрев слитков и последующую их реверсивную прокатку с чередованием проходов на гладкой бочке и в ящичных калибрах, согласно предложению, прокатку на гладкой бочке ведут с суммарной вытяжкой 2,5-2,7, после чего блюм обжимают за два прохода в ящичном калибре с вытяжкой в каждом проходе 1,06-1,11, и завершают прокатку проходом на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Повышение качества блюмов при одновременном сокращении числа проходов в процессе прокатки можно достичь сочетанием оптимальной схемы прокатки (числом и последовательностью проходов на гладкой бочке и ящичных калибрах) и величин вытяжек по проходам. Прокатка слитков вначале на гладкой бочке до достижения суммарной вытяжки 2,5-2,7 позволяет устранить их конусность, максимально проработать литую структуру и исключить нарушение формы поперечного сечения вследствие двойного бочкообразования или потери устойчивости раската в очаге деформации. Подготовленный таким образом блюм обжимают в ящичном калибре за два прохода с вытяжкой в каждом проходе 1,06-1,11. Такая величина вытяжки оказалась предельно возможной для слитков из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса, исходя из условия недопущения переполнения калибра, что позволило сократить общее число проходов и улучшить проработку литой структуры. После 2-го прохода в ящичном калибре боковые стороны блюма имеют вогнутую форму. Завершающий проход на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28 позволил компенсировать искажения формы поперечного сечения блюма: естественное уширение, максимальное в среднем сечение блюма, обеспечивает получение блюма с правильной геометрической формой поперечного сечения, близкой к квадратной, при минимальном числе проходов и полной проработке литой структуры.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются способами прокатки блюмов и предлагают прокатку слитков из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Оба способа включают разогрев слитков и последующую их реверсивную прокатку с чередованием проходов на гладкой бочке и в ящичных калибрах.

Отличия предложенного способа состоят в том, что прокатку на гладкой бочке ведут с суммарной вытяжкой 2,5-2,7, когда как в известном с суммарной вытяжкой 2,33. В предложенном способе после прокатки на гладкой бочке осуществляют 2 прохода в ящичном калибре с вытяжкой в каждом проходе 1,06-1,11, а в известном за 9 проходов с вытяжкой в каждом проходе 1,13-1,36. И, наконец, в предложенном способе прокатку завершают проходом на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28, а в известном в ящичном калибре с вытяжкой 1,34.

Экспериментально установлено, что первоначальная прокатка слитков на гладкой бочке с суммарной вытяжкой 2,5-2,7 обеспечивает наилучшую проработку литой структуры с одновременным обеспечением правильной геометрической формы блюма из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса при минимально необходимом числе проходов, равном 4-6. Увеличение суммарной вытяжки более 2,7 приводило к потере формы блюма и ухудшало условия его дальнейшей деформации в ящичном калибре. Снижение суммарной вытяжки менее 2,5 ухудшает прорабатываемость структуры стали, требует увеличения числа проходов.

Дальнейшая прокатка блюма в ящичном калибре за два прохода с вытяжкой в каждом из них более 1,11 приводит к нарушению формы поперечного сечения блюма из-за двойного бочкообразования, что является причиной возникновения "закатов", нарушения правильности формы поперечного сечения. Снижение вытяжки за проход менее 1,06 также ухудшает точность формы поперечного сечения готового блюма, требует проведения дополнительных проходов.

Выполнение завершающего прохода на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28 выбрано с учетом специфической формы поперечного сечения, которую блюм приобретает после прокатки за два прохода в ящичном калибре, с вытяжкой в каждом проходе 1,06-1,11. В этом случае завершающий проход с указанными режимами позволяет использовать особенности пластического течения металла при обжатии на гладкой бочке для компенсации некоторого нарушения формы поперечного сечения, полученного в двух предпоследних проходах, и обеспечения, в результате этого, повышения качества блюма при сокращении числа проходов. Увеличение вытяжки при завершающем проходе более 1,28 приводит кобразованию выпуклостей на боковых сторонах блюма из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса, что ухудшает его качество, требует кантовки и дополнительных проходов. Снижение вытяжки менее 1,16 не позволяет устранить нарушений формы поперечного сечения блюма, приобретенных в двух предыдущих проходах. Это приводит к образованию "закатов" и ухудшает качество блюмов.

Пример. Слиток из коррозионно-стойкой стали 12X18H10Т сечением 835х756 мм и массой 8,7 т разогревают в нагревательном колодце до температуры 1300^oС и подают к обжимному стану. Затем слиток обжимают за 6 проходов (с одной кантовкой) на гладкой бочке до сечения 370х660 мм с суммарной вытяжкой λ_Σ 2,6 и задают в ящичный калибр шириной 370 мм. В ящичном калибре раскат прокатывают за два прохода с вытяжкой в
каждом из них l_к 1,085. Полученный после второго прохода блюм имеет искаженное поперечное сечение: его боковые стороны имеют кривизну (вогнутость внутрь).

Завершают прокатку блюма проходом на гладкой бочке с вытяжкой λ_г 1,22. При указанном заключительном проходе деформация по сечению равномерна: стремясь приобрести естественную бочкообразность сечения, вогнутые стороны теряют вогнутость формы, блюм в результате приобретает правильную квадратную форму сечения.

Варианты реализации способа и показатели эффективности прокатки блюмов приведены в таблице.

Как следует из таблицы, при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение качества блюмов из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса при одновременном сокращении необходимого числа проходов. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1, 5-9) происходит ухудшение качества блюмов и требуется увеличение числа проходов. Также ухудшение качества и увеличение числа проходов имеет место при реализации способа-прототипа (вариант 10).

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения заключаются в том, что первоначальная прокатка слитков на гладкой бочке с суммарной вытяжкой 2,5-2,7, последующее их обжатие за два прохода в ящичных калибрах с вытяжкой в каждом из них 1,06-1,11 и завершающий чистовой проход на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28 позволяет обеспечить проработку литой структуры, осуществить последовательное формирование поперечного сечения таким образом, что неизбежно возникающие при максимально допустимых обжатиях искажения формы, обусловленные неравномерностью деформации по сечению, полностью взаимно компенсировали друг друга в последнем проходе. За счет этого готовый блюм приобретает правильную форму поперечного сечения, повышается качество блюмов из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса при одновременном сокращении числа проходов.

В качестве базового объекта принят способ- прототип. Применение предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства блюмов из стали 12Х18H10Т в среднем на 15%

Использование: прокатка блюмов, преимущественно из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса. Сущность изобретения: способ включает разогрев слитков, дальнейшую реверсивную прокатку. При прокатке чередуют проходы на гладкой бочке с суммарной вытяжкой 2,5-2,7 и два прохода в ящичных калибрах с вытяжкой в каждом проходе 1,06-1,11. Прокатку завершают проходом на гладкой бочке с вытяжкой 1,16-1,28. 1 табл.

Способ прокатки блюмов, преимущественно из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса, включающий разогрев слитков и последующую их реверсивную прокладку с чередованием проходов на гладкой бочке и в ящичных калибрах, отличающийся тем, что прокатку на гладкой бочке ведут с суммарной вытяжкой 2,5 2,7, после чего блюм обжимают за два прохода в ящичном калибре с вытяжкой в каждом проходе 1,06 1,11, и завершают прокатку проходом на гладкой бочке с вытяжкой 1,16 1,28.