Способ прокатки Советский патент 1986 года по МПК B21B1/16 

Изобретение относится к прокатном производству, а именно к получению прокатной продукции преимущественно мелкого сорта с гарантируемыми механическими свойствами, и может быть использовано на непрерывньпс высокоскоростных станах горячей прокатки при регламентации температурного режима процесса.

Цель изобретения - повьппение качества поверхности проката и устранение структурной неоднородности в его объеме.

Способ осуществляют следзтощим образом.

При горячей прокатке катанки или мелкого сорта вначале деформируют раскат в Черновых калибрах с постоянным обжатием по длине. Затем в одном из предчистовых калибров, из которого получают раскат равноосного сечения, например, круглого, формируют на поверхности раската продольные участки изменяющегося по гармоническому закону поперечного оребрения и периодом ребер, равным 0,1-0,5 длины очага деформации следующего, выглаживающего оребрение пропуска, и отношением высоты ребер к длине их периода в пределах от 1:2 до 1:6. В промежутке между пропуском, формирующим оребрение, и следующим выглаживающим, пропуском, раскат охлаждают преимущественно в поверхностном объеме оребрения со скоростью не менее 1000°С/с до достижения температуры на 20-100°С выше точки мартенситного превращения, а затем осуществляют выглаживающий оребрение пропуск с коэффициентом вытяжки, равным 1,0- 1,Г отношения длины образующей на участке оребрения раската к его длине после выгла:живания.

Формирование периодического профиля с продольными оребренными в поперечном направлении участками обжатием гладкого раската в калибре, про4)илированном выступами, приводит к образованию на поверхности металла перед подстуживанием чередующихся в продольном направлении впадин и выступов. Сребренная таким образом поверхность раската имеет большую длину в продольном направлении, чем длина самого раската. Таким образом, создается определенньй запас длины поверхности раската. При последующем охлаждении раската с сребренной

поверхностью со скоростями не менее

ограничивается способность

ме талла поверхности бездефектно вытягиваться в ходе окончательной деформации. По сути дела длина поверхности раската зафиксирована образованием на ней труднодеформируемого и малопластичного слоя толщиной до 0,3 мм. Однако благодаря запасу длины поверхности, деформация раската в процессе формирования гладкого профиля с вытяжкой, равной или незначительно (не более 0,1) превьш1а- ющей этот запас, не приводит к порывам холодного поверхностного слоя. При значениях коэффициента вытяжки менее величины запаса длины поверхности раската на нем могут образовываться морщины и складки, что снижает

качество прокатных изделий. При значениях коэффициента вытяжки более 1,1 величины запаса длины поверхности раската не исключается возможность образования порывов и трещин

на всю глубину охлажденного слоя. При этом также недостижимо высокое качество проката.

Подстуживание раската осуществляют за четное число проходов до конца прокатки. Это обусловлено тем,

что прокатку на современных мелкосортных непрерывных станах ведут по схеме: неравноосное сечение - равноосное, например овал - круг,

овал - квадрат. В этом случае за четное число проходов до конца прокатки образуется равноосное сечение, характеризующееся равномерным удалением элементов профиля от геометрического центра, А подстуживание неравноосного сечения привело бы к переохлаждению наиболее удаленных участков, что может вызвать образование трещин- на поверхности раската и

структурных неоднородностей в его

объеме. I

Необходимость прекращения охлаждения оребренных участков поверхности раската по достижению ими температуры в интервале (М + 20) + (Мц + + 100 ), вызвана тем, что при температуре оребренных участков поверхности менее М„ +20° в результате неуправляемого изменения .параметров

процесса подстуживания возможно переохлаждение поверхности ниже точки М, и образование в тонком поверхностном слое металла хрупких мартенсит3

ных структур. Последующая прокатка этом случае неизбежно приводит к нарушению сплошности металла поверхности и образованию периодических поперечных трещин Качество изделия при этом остается на низком уровне. Прекращение охлаждения оребренных участков поверхности ранее, чем их температура достигает значения (Mj + 100 ) также нецелесообразно, так как в этом случае не обеспечиваются при высоких скоростях прокатки и малой длительности охлаждения требуемые для получения проката с высокими механическими свойствами среднемассовые температуры в интервале 800-950°С. Ведение подстужи- вания раската преимущественно в пределах оребренных участков его поверности .также направлено на достижени поставленной цели, так как исключается при этом переохлаждение гладких неоребренньпс участков поверхности раската и предотвращаются тем . самым их порывы при дальнейшей прокатке. Оребрение в продольном направлении всей поверхности проката создает значительные трудности при прокатке в обычно используемых на современных станах двух валковых калибрах, так как требует оснащения прокатных клетей стана специальными устройствами для синхронного вращения валков и т.п.

Целесообразность формирования продольных участков периодического профиля, оребреннык в поперечном направлении перед подстуживанием по гармоническому закону с указанными величинами периода обжатий и соотношения высоты выступов на профиле к величине периода обжатий, объясняется следующим.

Обжатие раската с величиной периода менее О,1 длины очага деформаци последующего после подстуживания калибра приводит при создании необходимого запаса длины поверхности к увеличению относительной высоты ребер к величине периода обжатий до критических значений, при которых . выступы не распрямляются последующей вытяжкой, а закатываются валками. Это ведет к образованию морщин и периодических закатов на поверхности готового изделия и снижению его качества. Ведение обжатия раската с величиной периода более 0,5 дли191814

ны очага деформации в последующем пропуске не способствует достижению бездефектной поверхности проката, так как даже при общем соответствии

5 запаса длины поверхности в пределах зоны прилипания очага деформации чередуются участки профиля с недостаточным запасом поверхности и участки с чрезмерной длиной поверхности

10 продольного представления. При этом усилие растяжения, возникающее между зонами отставания и опережения, мигут превысить предел прочности и привести к порыву охлажденной поверх15 ности на участках с. недостаточным ее запасом, А деформация в валках участков с избытком поверхности ведет к образованию поперечных морщин и закатов. Качество готового изде-

20 ЛИЯ при этом остается на низком уровне.

Указанный диапазон изменения соотношения высоты ребер к величине периода обжатий также выбран необ25 ходимым и достаточным для достижения указанной цели. При соотношении высоты ребер к величине периода обжатий более 1:2 в допустимом интервале изменения последнего запас длины по3Q верхности раската превьшает более чем на I0% максимально достижимые вытяжки в последующих после подстуживания чистовых калибрах, составляющих обычно 1,1-1,4. Образованные в. калибре с выступами поперечные ребра на поверхности раската не полностью устраняются последующей прокаткой, что снижает стабильность размеров по длине и приводит к созданию неравно. прочного изделия.

При соотношении высоты ребер к величине периода обжатия менее 1:6 невозможно в указанном диапазоне изменения последнего обеспечить необ j ходимый для бездефектной прокатки запас поверхности раската. В этом случае последующая после подстужива - ния вытяжка в чистовых калибрах неизбежно ведет к периодическим разрывам поверхности..

Как показали эксперименты на стане 250, ведение процесса прокатки согласно предлагаемому способу обес- 55 печивает достаточный запас длины поверхности раската относительно его собственной длины, благодаря которому исключаются порывы малоплас35

5 12191816

тичной охлалсденной поверхности рас-верхности раската позволяет значи- ката при последующей после ускорен-тельно повысить интенсивность тепло- ного подстуживания (свьппе 1000°С/с)обмена при междеформационном подсту- деформации. При этом на стадии окон-5 живании и в результате этого снизить чательной деформации достигаютсяэнергозатраты (давление охладителя, необходимые для производства прокатаего расход) на этом этапе технологи- с высокими служебными характеристи-ческого процесса. А деформация в чис- ками среднемассовые температуры итовых калибрах металла с более холод- одновременно с этим обеспечиваетсяЮ ной по сравнению с обычной прокаткой бездефектная поверхность готового из-поверхностью увеличивает стойкость делия. Все это позволяет поставлятьповерхности прокатных валков к термопотребителям металлопродукцию с га-циклическим нагрузкам, что позволяет рантированным уровнем механическихснизить расход охладителя на охлажде- свойств. Помимо Того, увеличение по-15 ние калибров.