СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ Российский патент 2008 года по МПК B21B1/26 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве углеродистой толстолистовой горячекатаной стали.

Определяющей технологической операцией этого производства является прокатка горячих слябов в клетях (иногда - в одной клети) толстолистового стана с последующим охлаждением полученных листов. Особенности горячей прокатки толстолистовой стали достаточно подробно описаны, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн. 2, М., "Металлургия", 1991, с.498-512. Важным параметром для получения листов с требуемыми свойствами является температура конца прокатки Ткп (т.е. в последнем проходе); большое значение имеет также характер процесса охлаждения: ускоренное (водой) или умеренное (без использования охладителя).

Известен способ прокатки толстых листов, при котором заготовку нагревают до температуры ≥750°С, применяя дифференцированный индукционный подогрев между проходами верхней и нижней поверхностей раската с обеспечением минимальной разницы температур между ними (см. япон. Заявку №62-134104, кл. В21В 1/38, опубл. 17.06.87 г.). Недостатком способа является неопределенность Ткп, а также характера охлаждения раската.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология горячей прокатки толстых листов на стане 3600, описанная в книге П.И.Полухина и др. "Прокатное производство", М., "Металлургия", 1982, с.363-366.

Эта технология прокатки листов толщиной 5...50 мм с заданным температурным режимом и охлаждением раската водой характеризуется температурой начала прокатки в чистовой клети не ниже 1050°С и температурой конца прокатки не ниже 830°С. Недостатком известной технологии является ее непригодность для производства листов толщиной более 50 мм, а также неопределенность Ткп в зависимости от конечной толщины листов, что может привести к дополнительным простоям стана (т.е. к снижению его производительности) из-за необходимости изменений Ткп, а также к уменьшению выхода годного проката.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение производительности и выхода годной толстолистовой углеродистой стали.

Для решения этой задачи в способе прокатки с заданной температурой ее конца Ткп и с охлаждением листов водой при прокатке углеродистой стали на толщину 30...160 мм Ткп принимают, в зависимости от конечной толщины листа h мм, равной:

Ткп=(655...685)·h^0,07, град.C, применяя ускоренное охлаждение металла с гидросбивом или умеренное охлаждение без использования системы гидросбива стана, при этом допускается понижение Ткп в пределах 0°...50°С.

Приведенная математическая зависимость получена при обработке опытных данных и является эмпирической.

Сущность заявляемого технического решения состоит в определении взаимосвязи между оптимальной Ткп и толщиной листов из углеродистой стали, а также в конкретизации способа охлаждения раската. В результате этого не только повышается выход годного (качественного) проката, но и возрастает производительность толстолистового стана.

При прокатке по предлагаемому способу предварительно, по требуемой толщине h листов, определяется температура конца прокатки, которая, как показали опыты (см. ниже), может отличаться от расчетной (в сторону ее понижения) до 50°С. Охлаждение раската может быть как с использованием системы гидросбива стана, так и без него, причем, в первом случае - ускоренным, а во втором - умеренным.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на толстолистовом стане 4500 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".

С этой целью при прокатке листов с h=30...160 мм из углеродистых сталей варьировали Ткп, используя различные варианты их охлаждения после прокатки. Результаты опытов оценивали по часовой производительности стана и по выходу годного проката.

Наилучшие результаты (максимальная производительность и выход годных листов в пределах 98,7...99,5%) получены с использованием предлагаемой технологии. Отклонения от ее параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, при Ткп=(630...650)h^0,07, град С и уменьшении ее более, чем на 50°С по сравнению с расчетной, до 12% листов имели величину временного сопротивления (σ_в) и показатель относительного удлинения (δ₅), соответственно, больше или меньше допускаемых. Напротив, при Ткп>685·h^0,07, град С, величина σ_в опускалась ниже допускаемого предела почти для 10% листов. Было также установлено, что оба вышеуказанных варианта охлаждения металла обеспечивали как требуемые свойства прокатанной стали, так и необходимую производительность стана.

Технология, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялась, ввиду ее явной непригодности для производства листов с толщиной более 50 мм. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в ОАО "ММК", использование настоящего изобретения при производстве углеродистой толстолистовой стали на станах, аналогичных стану 4500 комбината, позволит повысить их производительность на вышеназванном сортаменте ориентировочно на 5% с одновременным увеличением выхода годного проката не менее, чем на 1%.

Пример конкретного выполнения

На толстолистовом стане 4500 прокатывается сталь 3кп толщиной R=90 мм. Необходимая величина температуры конца прокатки:

Ткп=670·h^0,07=670·90^0,07=918°C, фактическая: 890°С, т.е. меньше на 28°С.

Охлаждение металла - умеренное, без использования системы гидросбива стана.

Выход годного проката - 99,2%, а часовая производительность стана выше установленной среднечасовой на 4%.

Изобретение предназначено для повышения производительности стана. Способ включает прокатку с заданной температурой ее конца Ткп и с охлаждением листов водой. Повышение выхода годного проката обеспечивается за счет того, что при прокатке углеродистой стали на толщину 30...160 мм Ткп устанавливают, в зависимости от конечной толщины листа h мм, в соответствии с математической зависимостью, применяя ускоренное охлаждение металла с использованием системы гидросбива или умеренное охлаждение без использования системы гидросбива стана, при этом допускается понижение Ткп в пределах 0°...50°С.

Способ горячей прокатки толстолистовой углеродистой стали с заданной температурой конца прокатки Ткп, включающий охлаждение листов водой, отличающийся тем, что при прокатке листов на толщину h=30...160 мм Ткп устанавливают в зависимости от конечной толщины листа, равной: Ткп=(655...685)·h^0,07, °С, применяя охлаждение, ускоренное с использованием системы гидросбива, или умеренное без использования системы гидросбива, с допустимым понижением Ткп в пределах 0...50°С.