Способ охлаждения двутавровых профилей в линии прокатного стана Советский патент 1990 года по МПК C21D1/62 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к охлаждению и термической обработке двутавровых профилей в процессе прокатки.

Цель изобретения - уменьшение коробления балки и повышение механичес-f ких свойств металла за счет более равномерного охлаждения профиля.

На фиг. 1 показан график зависимости плотности теплового потока от отношения диаметра натекающих струй воды к ширине зоны охлаждения; на фиг. 2 - профиль зоны сочленения двутавра; на фиг. 3 - устройство для осуществления предлагаемого способа. Обработке подвергали двутавровый профиль из стали 09Г2С.

На фиг. 1 показан экспериментальный график зависимости плотности теплового потока (при подаче цилиндри(Л

с

ческих струй воды по центру полки) на краю зоны интенсивного охлаждения от отношения диаметра натекающих струй воды df к ширине зоны интенсив- ,ного охлаждения l,q f С-). Максимальное значение плотности отводимого теплового потока в центре полки при принятом в эксперименте расходе воды составило 10,5-10 Вт/м2 при любой величине отношения в пределах от 0,05 до 1,0.

Анализ сортамента стальных горяче- катанных двутавровых балок от профиля №-10Б1 до N 70Ш5 показал, что отношение толщины самой массивной части балки к толщине полки составляет ,4, следовательно, и плотность теплового потока при охлаждении от центра полки до края зоны интенсив;л

эо in

:

ного охлаждения должна уменьшиться в 1.,-2,4 раза.

Следовательно, уменьшив величину в 1,4-2, раза, для края зоны интенсивного охлаждения получим значение t,3-7,5-10 Вт/м2. График на фиг. 1 справедлив для цилиндрических струй воды.

На фиг. 2 изображен профиль зоны сочленения двутавра W 50Ш1 (линия 1) с нанесенными на нем линиями 2 распределения теплового потока охлаждения при отношении в пределах от 0,05 до 1,0 и при фиксированном значении расхода охлаждающей воды, рассчитанными на основе фиг. 1.

Заштрихованная на фиг.. 2 зона - экспериментально определенное распределение

е

соба избирательного охлаждения дву- тавровых профилей в линии прокатного 1 стана. К раздающим коллекторам 1, ук- репленным на раме 2, осуществляется подвод воды 3 через регулировочные вентили 4. Водоподводы перемещаются в вертикальной плоскости при помощи механизмов 5 для установления водяных сопел 6 по центру полок двутавра 7. Диаметр натекающих струй воды устанавливается в зависимости от но мера охлаждаемого профиля из условия 0,2-0,3. Цилиндричность струй воды и ее расход регулируется венти - лями Ц,

Проводили охлаждение двутавра If 50Ш1 при фиксированном значении расхода охлаждающей воды и различных

10

15

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки двутавровых профилей в процессе прокатки. Цель изобретения - уменьшение коробления балки и повышение механических свойств металла путем более равномерного охлаждения профиля. Способ включает подачу воды на середину полок двутавра цилиндрическими струями, диаметр которых равен 0,2-0,3 суммы толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой. Изобретение позволяет уменьшить коробление балок в 1,5-2,0 раза. 3 ил., 1 табл.

отводимого теплового потока, обеспечи-2() диаметрах натекающих струй воды.

вающее достижение поставленных целей. Уменьшение отводимого теплового потока с края зоны интенсивного охлаждения в 1,А-2,4 раза соответствует знаосуществляемое на устройстве, изображенном на фиг. 3. Ширина зоны сочленения этого профиля 1 S + 2г составляет 63 мм. Профиль зоны сочл

чениям отношения в пределах 0,2-2$ нения этого двутавра изображен на

0,3. Изображенные на фиг. 2 кривые тождественны для любых профилей дву-тавров от № 10 до № 70. Толщина.самой массивной масти балки определялась, как диаметр вписанной в зону сочленения окружности (линия 3) .

Ширина зоны интенсивного охлаждения 1 принята равной сумме толщины стенки двутавра S и удвоенного радиуса сочленения стенки с полкой г. Если 1 S -f 2г, то высокоинтенсивному

охлаждению подвергаются менее массивные элементы профиля - периферийные части полок, что приводит к их переохлаждению. Если 1 S 2г, интенсивному охлаждению подвергаются не все сочленения.

Если диаметр натекающих струй воды близок к ширине зоны интенсивного охлаждения ( 0,3), одинаковому . отводимому тепловому потоку подвергаются разномассивные части профиля, что создает градиент температур по ширине полки. С другой стороны, при очень узкой струе воды ( Q,2) массивные части профиля охлаждаются

i недостаточно. И в том .и другом случае увеличиваются остаточные напряжения в металле, что приводит к короблению балки, падению механических свойств. Все это сн р1жает эффективность охлаждения .

На фиг. 3 изображено устройство для осуществления предлагаемого спо30

35

40

45

50

фиг. 2. При движении готового двута ра, имеющего температуру , по рольгангам прокатного стана из водя ных сопел б (фиг.З) подавали на середины полок двутавра цилиндрически струи воды, при этом насадки сопел меняли от диаметра 6,3 мм (dj,/l P, до 25,2 мм ( 0,4).

В таблице приведены механические свойства, определенные по вырезанны из двутавровой балки темплетам (ста 09Г2С), причем темплеты вырезали из края полки (на расстоянии 1/6 от края а, и из середины полки двутав ров б) - охлажденных согласно предлагаемому и известному способам. В таблице приведены также данные по кривизне стенки двутавра f в зависи мости от способа охлаждения, что ха рактеризует величину коробления бал ки. Кроме того, в таблице указаны свойства двутавра после обработки по известному способу (охлаждение двутавра с помощью струй воды, направляемых на внешние поверхности и нижние части внутренних поверхносте полок).

Таким образом, предлагаемый спо- соб охлаждения двутавровых профилей (примеры 2-4) позволяет по сравнени с известным увеличить предел прочно ти в середине полки на 1,5%, предел прочности на краю полки на 7%, преосуществляемое на устройстве, изображенном на фиг. 3. Ширина зоны сочленения этого профиля 1 S + 2г составляет 63 мм. Профиль зоны сочле0

5

0

5

0

фиг. 2. При движении готового двутавра, имеющего температуру , по рольгангам прокатного стана из водяных сопел б (фиг.З) подавали на середины полок двутавра цилиндрические струи воды, при этом насадки сопел меняли от диаметра 6,3 мм (dj,/l P,l) до 25,2 мм ( 0,4).

В таблице приведены механические свойства, определенные по вырезанным из двутавровой балки темплетам (сталь 09Г2С), причем темплеты вырезали из края полки (на расстоянии 1/6 от края а, и из середины полки двутавров б) - охлажденных согласно предлагаемому и известному способам. В таблице приведены также данные по кривизне стенки двутавра f в зависимости от способа охлаждения, что характеризует величину коробления балки. Кроме того, в таблице указаны свойства двутавра после обработки по известному способу (охлаждение двутавра с помощью струй воды, направляемых на внешние поверхности и нижние части внутренних поверхностей полок).

Таким образом, предлагаемый спо- соб охлаждения двутавровых профилей (примеры 2-4) позволяет по сравнению с известным увеличить предел прочности в середине полки на 1,5%, предел прочности на краю полки на 7%, предел текучести в середине полки на 2%, предел текучести на краю полки на 11 и относительное удлинение и ударную вязкость на 5-10%; снизить разброс механических свойств на краю полки и в ее середине с 7-12 до за счет этого уменьшить коробление балки в 1,7-2,5 раза.

Отклонение от предлагаемых пределов отношения диаметра натекающих струй к ширине зоны интенсивного охлаждения, принимаемой равной зоне сочленения, .приводит к значительному ухудшению всех параметров (примеры 5 и 6),

ниже б нижнего предела

0,40 а 310 Выше верхнего б 350 предела

-

15853 6

.Формула изобретения Способ охлаждения двутавровых профилей в линии прокатного стана, вклю- чающий подачу оды на внешние поверхности полок двутавра, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения коробления балки и позышения механических свойств металла путем более рав- номерного охлаждения профиля, подачу воды осуществляют на середину полок двутавра в зону интенсивного охлаждения цилиндрическими струями, диаметр которых составляет 0,2-0,3 ши- Рины этой зоны, а ширину зоны интенсивного охлаждения пр инимают- равной сумме толщины стенки двутавра и удвоенного радиуса сопряжения полки со стенкой.

37

30 36

0,70

0,6 0,69

2,5

о-,1

0,36

0,40

fio -BT/M

M30 25 20 15 10

0, о.г о. qd 0,9,0 f

Фав.1

0 5 10 15 20 25 30 MM

Фаг.г

50 MH

V

4м

П|

.J