СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС Российский патент 2011 года по МПК B21B1/22 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к горячей прокатке стальных полос на непрерывных широкополосных станах, обеспечивающей получение качественной полосы без дефектов поверхности, таких как «прокатная плена». Дефект «прокатная плена» представляет собой отслоение металла языкообразной формы, соединенное с основным металлом одной стороной, образовавшееся вследствие раскатки рванин или следов глубокой зачистки на слябах. Рванины представляют собой раскрытые разрывы, расположенные перпендикулярно или под углом к направлению наибольшей вытяжки металла. Рванины образуются при горячей деформации металла, причем последующая деформация приводит к расширению изначально тонких рванин. Дефект «прокатная плена» располагается на расстоянии от кромки до 45 мм - на горячекатаной полосе и до 30 мм - на холоднокатаной полосе (с учетом подрезаемых кромок 10-15 мм).

Известен способ прокатки металлической полосы, включающий многопроходное чередующиеся обжатие раската по ширине в вертикальных валках и по толщине в горизонтальных валках черновой группы клетей, последующую прокатку в непрерывной чистовой группе клетей с межклетевыми натяжениями до конечной толщины. При этом для получения заданной ширины полосы в конечной толщине с помощью автоматизированной системы регулирования изменяют обжатие раската по ширине вертикальными валками черновой группы клетей [заявка №19522494, ФРГ, МПК В21В 37/16, 1996 г.].

Недостаток известного способа состоит в том, что способ не обеспечивает качественную поверхность полосы, приводит к образованию дефектов «прокатная плена», а значит к увеличению расходного коэффициента.

Известен способ производства стальных широких полос, включающий прокатку слябов на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки с обжатием боковых кромок в вертикальных валках черновой группы клетей стана, определяемым из соотношения АВ=0,01В_с ^ε, травление горячекатаных полос, прокатку на стане холодной прокатки и разделку полос на агрегате резки с обрезкой боковых кромок, где B_с - ширина сляба до прокатки, ε - относительное боковое обжатие, принимаемое в пределах ε=6,2-7,1% [патент РФ №2274504, МПК В21В 1/22, 17.08.2004].

Недостаток известного способа состоит в том, что способ не обеспечивает качественную поверхность полосы, приводит к образованию дефектов «прокатная плена».

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки, включающий нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее обжатие до конечной толщины в чистовой группе клетей с регламентированным натяжением полосы в межклетевых промежутках. Обжатие по ширине завершают при снижении отношения толщины полосы к ширине до величины не менее 0,015, а в чистовой группе клетей удельное натяжение полосы поддерживают равным 0,05-0,45 от величины ее предела текучести в соответствующем межклетевом промежутке при относительной величине обжатия за проход не более 50% [патент РФ №2273535, МПК В21В 1/22, 01.09.2004 - прототип].

Недостаток известного способа состоит в том, что способ не обеспечивает качественную поверхность полосы, приводит к снижению выхода годного из-за наличия дефектов «прокатная плена», а значит к увеличению расходного коэффициента.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении качества поверхности полосы за счет устранения поверхностных дефектов «прокатная плена», а следовательно, в снижении издержек.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающем нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине в вертикальных клетях (ВК) и толщине в горизонтальных клетях в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе, согласно изобретению, в черновой группе клетей обжатие по ширине осуществляют в пяти вертикальных клетях, первая из которых - окалиноломатель, при этом обжатие в первых двух вертикальных клетях составляет не более 35%, в остальных вертикальных клетях - 65-100% от общего обжатия по ширине.

Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе прокатки в черновой группе клетей полосу последовательно обжимают в горизонтальных и вертикальных валках. При этом происходит непрерывное уменьшение ширины полосы за счет калибровки полосы по ширине в вертикальных валках. На раскате образуются внутренние трещины и разрывы от деформации вследствие высоких напряжений и малой пластичности металла, последующая деформация приводит к образованию прикромочных рванин, групповых дефектов, так называемых «прокатная плена». Основная причина образования дефектов «прокатная плена» заключается в неоптимальной схеме деформации по ширине в вертикальных валках черновой группы. Задача изобретения заключается в оптимизации деформации по ширине с целью исключения образования дефектов «прокатная плена».

Экспериментально установлено, что при обжатии сляба в вертикальном окалиноломателе и второй вертикальной клети с боковым обжатием не более 35% и задаче основных обжатий на последние вертикальные клети черновой группы - до 65-100% дефект «прокатная плена» на горячекатаном и холоднокатаном прокате не обнаружен.

Примеры реализации способа

Слябы сечением 250×1380-1540 мм нагревали в нагревательной печи и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000 до ширины 1305-1455 мм. В черновой группе клетей нагретый сляб обжимают в вертикальных валках. В таблице приведены данные по боковым обжатиям (в мм и %), отсортировка по дефекту «прокатная плена», расположение дефекта от кромки.

Из таблицы видно, что при реализации предлагаемого способа (варианты №4-7) дефект «прокатная плена» отсутствует. В этом случае основное обжатие по ширине приходилось на последние вертикальные клети (№3-5) - в пределах от 65 до 100%, а на вертикальный окалиноломатель (ВОЛ) и вторую вертикальную клеть - в пределах от 0 до 35%.

В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты №1-3) отсортировка по дефекту «прокатная плена» достигает 0,7-2,9% и дефекты располагаются на расстоянии от 10 до 30 мм от кромки полосы. В этом случае обжатие по ширине, приходящееся на вертикальный окалиноломатель и вторую вертикальную клеть, составляло 40-71% (что превышает 35% согласно предлагаемого способа), а на последние клети (№3-5) - 29-60%.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа состоят в том, что при его выполнении не образуются прикромочные дефекты на полосе «прокатная плена». Благодаря этому достигается снижение расходного коэффициента стали.

Таблица Боковое обжатие в черновой группе и отсортировка по дефекту «прокатная плена» № варианта Ширина сляба, мм Требуемая ширина горячекатаной полосы, MM Боковое обжатие, мм / % Отсортировка по дефекту «прокатная плена» на холоднокатаном прокате, % Расстояние расположения дефекта от кромки на холоднокатаном прокате, мм ВОЛ+2ВК (3+4+5)BK 1 1540 1455 60 мм /71% 25 мм / 29% 2,9 До 30 2 1380 1305 45 мм / 60% 30 мм / 40% 2,5 До 20 3 1450 1375 30 мм / 40% 45 мм / 60% 0,7 До 10 4 1540 1455 30 мм / 35% 55 мм / 65% 0 0 5 1380 1305 25 мм / 33% 50 мм / 67% 0 0 6 1450 1370 20 мм / 25% 60 мм / 75% 0 0 7 1380 1305 0 мм / 0% 75 мм/100% 0 0 Примечание: В таблице не приведены данные по прототипу, так как в патенте-прототипе №2273535 не регламентируются значения боковых обжатий в том варианте, как оговорено в предлагаемом способе

Изобретение предназначено для снижения производственных издержек за счет повышения качества поверхности горячекатаного (в том числе травленого) и холоднокатаного (в том числе с покрытием) проката при прокатке стальных полос на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине и толщине в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в чистовой группе. Исключение образования дефектов типа «прокатная плена» обеспечивается оптимизацией деформации по ширине таким образом, что основное обжатие по ширине в черновой группе приходится на последние вертикальные клети, а на вертикальный окалиноломатель и вторую вертикальную клеть - не более 35% общего обжатия по ширине. 1 табл.

Способ горячей прокатки стальных полос в линии непрерывного широкополосного стана, включающий нагрев сляба, его многопроходное чередующееся обжатие по ширине в вертикальных клетях и толщине в горизонтальных клетях в черновой группе клетей и последующее многопроходное обжатие до конечной толщины в непрерывной чистовой группе, отличающийся тем, что в черновой группе клетей обжатие по ширине осуществляют в пяти вертикальных клетях, первая из которых -окалиноломатель, при этом обжатие в первых двух вертикальных клетях составляет не более 35%, в остальных вертикальных клетях … 65-100% от общего обжатия по ширине.