Литой сляб

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаных полос на непрерывных широкополосных станах. Цель изобретения - прямая горячая прокатка от машины непрерывного литья заготовки путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом. Сляб имеет широкие стороны, соединенные полуокружностями 2, радиус R которых равен половине высоты сечения, расстояние С между их центрами равно ширине плоских сторон 1. С В - 2R + + (О,215-0,22)Н, где В - ширина сляба из сортамента стана; R - радиус полуокружностей боковых сторон, Н - высота сляба. В предлагаемом слябе : ввиду отсутствия острых кромок отсутствует локальное захолаживание в указанных зонах, что благоприятствует равномерному распределению температуры по сечению, а также положительно сказывается на процессе формообразования , исключая трещины. Это позволяет обеспечить процесс прямой прокатки за счет использования тепла отливки от ее кристаллизации из расплава. Ожидаемый экономический эффект складывается из экономии энергоресурсов, ранее затрачиваемых на промежуточный нагрев слябов перед широкополосным станом. 1 ил., 2 табл. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С ЭЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 79 А1 (5И 4 В 21 В 1 02 1 38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fihliЛИQ j „, - ., А А (21) 4216549/31-02 (22) 24.03.87 (46) 23.10.88. Бюл. Р 39 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (72) М.Г.Поляков, В.В.Мещеряков, В.М.Салганик и А.Н.Юрин (53) 621.771.02 (088.8) (56) Заявка ФРГ 11 0$ 3225313, кл. В 21 В 1/22, 1984.

Заявка Японии Р 60-33803, кл. В 21 В 1/26. (54) ЛИТОЙ СЛЯБ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаных полос на непрерывных широкополосных станах. Цель изобретения— прямая горячая прокатка от машины непрерывного литья заготовки путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом. Сляб имеет широкие стороны, соединенные полуокружностями 2, радиус R которых равен половине высоты сечения, расстояние С между их центрами равно ширине плоских сторон 1. С =  — 2R +

+ (0,215-0,22)Н, где  — ширина сляба из сортамента стана; R — радиус полуокружностей боковых сторон, Н— высота сляба. В предлагаемом слябе: ввиду отсутствия острых кромок отсутствует локальное захолаживание в указанных зонах, что благоприятствует равномерному распределению температуры по сечению, а также положительно сказывается на процессе формообразования, исключая трещины. Это позволя" ет обеспечить процесс прямой прокатки за счет использования тепла отливки от ее кристаллизации из расплава.

Ожидаемый экономический эффект складывается из экономии энергоресурсов, ранее затрачиваемых на промежуточный нагрев слябов перед широкополосным станом. 1 ил., 2 табл.

1431879

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаных полос на Heïðерывных широкополосных станах.

Цель изобретения — прямая горячая прокатка от машины непрерывного литья заготовки путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом, На чертеже изображены наложенные поперечные сечения предлагаемого сплошные линии) и известного слябов

{ штрих-пунктирные линии). I5 !

Предлагаемый сляб имеет широкие стороны 1 и узкие боковые стороны 2, образованные полуокружностями, ради- ус которых равен половине HbIcoTbl се ения, а расстояние С между их центра29 ми равно ширине плоских сторон 1.

Прямоугольное сечение известного ляба той же высоты и шириной В, плоЩадь прикромочных зон А и приращение лощади сечения в предлагаемом слябе 25

$ за счет увеличения его ширины на выделены штриховкой.

В качестве примера конкретного использования предлагаемого изобретения рассмотрим прокатку непрерывно-литого сляба предлагаемой формы толщиной

Н = ?50 мм.и расстоянием между центрами полуокружностей С = 855 мм (шиина сляба из сортамента В = 1050 мм)

r а стане 2000. ! При этом устанавливается, что длина и толщина слябов из сортамента

Стана выбраны из расчета обеспечения наибольшей производительности при ра-! фиональной загрузке оборудования и остаются неизменными при любой форме

Поперечного сечения, поэтому в каче ТВе компенсации массы отсутствующих

Прикромочных зон в предлагаемом слябе предложено увеличение именно ширины сляба. Абсолютная величина приращения ширины невелика (20-50 мм) и =уществуюший резерв обжимной способности вертикальных клетей НШПС позволяет сравнительно легко обеспечить заданную ширину на выходе из стана путем некоторого увеличения обжатия в этих клетях. Этому способствует также то, что при прокатке сляба с полукруглыми боковыми гранями в цилиндрических вертикальных валках процесс деформирования развивается не только вдоль поперечной оси сляба, но и перпендикулярно ей по высоте, заполняя металлом объем отсутствующих лрикромочных зон. При этом из-за меньшей площаци очага деформации обжатие осуществляется с меньшими усилиями и, следовательно, с меньшими энергозатратами по сравнению со слябом, имеющим прямоугольное сечение; кроме того, здесь ослабляется или вовсе исчезает нежелательный эффект прикромочных наплывов, наблюдающийся при обработке прямоугольных слябов.

Исходя иэ условия равенства объемов следует равенство площадей соответствующих зон поперечных сечений

A = A

Из чертежа следует

А = HR - — 7 R2

А = Ь ° Н

Тогда А = — H> 3 Н2

2 8

= 0,107 Н = 0,11 Н, а из (1) следует

Л H= 0 214 Н, откуда

Ь = Oi107 Н (2) 2 = 0,214 Н

Так как в результате предлагаемых изменений формы сечения сляба радиус закругления боковых сторон определяется его толщиной (R = 0,5H), то в качестве характерного поперечного размера, с учетом которого производится выбор того или иного типоразмера кристаллизатора из имеющегося парка, принята протяженность его широких граней, т.е. расстояние С меж— ду центрами полуокружностеи боковых сторон.

Из чертежа с учетом (2) и условия сопряжения сторон сечения следует:

С =  — 2R + (О, 215-0, 22) Н „(3) где  — ширина сляба, указанная в сортаменте стана;

R — радиус закругления боковых сторон сляба;

Н вЂ” высота сляба.

R = 0,5 Н вЂ” это следует из условия

I сопряжения полуокружностей с прямоугольной частью сечения.

1431879

Границы диапаз она трет ьего члена формулы (3) установлены следующим образом. Если величина третьего члена окажется меньше 0,215 Н, то приращение объема за счет увеличения прямоугольной части сечения недостаточно для компенсации отсутствующего объема прикромочных soH> соответственно масса предлагаемого сляба и, следова- 10 тельно, производительность стана окажутся меньше установленных величин.

Если же третий член будет меньше

0,22Н, то величина приращения объема окажется больше объема прикромочных зон, и при обжатии на заданную ширину в вертикальных валках смещенный объем металла заполнит прикромочные зоны, образовав прямоугольное сечение, переместится вдоль поперечной оси сляба на глубину очага деформации, а его излишек разместится на поверхности сляба в виде прикромочных утолщений, что, как известно, является нежелательным.

Предложенный диапазон значений третьего члена (0,215-0,22) Н обеспечивает сохранение часовой производительности стана на заданном уровне при прочих условиях и в то же время создает условия для реализации рациональной технологии прокатки на предлагаемых слябах, что ведет к достижению положительного эффекта— экономии энергоресурсов за счет исключения, нагрева сляба перед прокаткой при той же массе, что и в известном слябе.

Подставив Н 250 мм, С = 855 мм, В = 1050 мм в формулу (3): 855 = — 1050 — 2 О, 5 ° 250 + К 250, определя40 ем, что козффищ ент К в третьем члене равен 0,22, т.е. его величина находится в пределах указанного диапазона. Величина приращения площади се45 чения sa счет увеличения протяженносI ти широких сторон составляет А

= К Н.Н = 4KR площадь прикромочных зон А, = 2(2R - — tèR ) 0,86R . При

1 2

К О, 22 А А, следовательно, масса предлагаемого сляба равна массе прямоугольного сляба, указанного в сортаменте, поэтому часовая производительность стана сохраняется на уровне заданной; вместе с тем, смещенный объем

55 .металла при прокатке в вертикальных валкйс до заданной ширины располагается в объеме прикромочных зон, образуя сечение, близкое к прямоугольному, беэ прикромочных наплывов. Таким образом, обработка этого сляба не сопровождается нежелательными эффектами. Соответственно при К с 0,215 производительность стана уменьшается, а при К 0,22 создаются условия для формирования прикромочных наплывов при прокатке в вертикальных валках.

По исходным данным средняя температура по сечению сляба прямоугольной формы размерами 250 < 1050 мм при скорости разливки 0,702 м/мин без дополнительного подогрева в начале прокато ки составляет 1100 С; при этом температура центра сечения равна 1330 С, температура середины широкой грани равна 950 С, с ер едины узкой (боковой) о грани 720 С и температура углов сечения (кромок) не превышает 670 С. При такой температуре кромок применение больших обжатий в первых клетях стана предполагает высокие степени и скорости деформации, которые не обеспечены соответствующим ресурсом пластичности металла в этих областях при укаэанной температуре, Это за" трудняет процесс формообразования, вызывает разрывы раската на кромках, увеличивает износ валков.

В предлагаемом слябе острые кромки и прилегающие к ним быстроостывающие объемы металла отсутствуют, а температура середины боковой полукруглой стороны приблизительно в t,3 раза выше соответствующей температуры сляба прямоугольной формьг и близка к 950 С . Это вытекает из следующих соображений. Плоп1адь поверхности тепплоотдачи периферийных объемов а, в, с в предлагаемом слябе в 1,3 раза меньше, чем соответствующая площадь а, б, в в слябе прямоугольного сечения. Соответственно количество отданного в атмосферу тепла за одинаковый период времени в предлагаемом слябе в 1,3 раза меньше, чем в прямоугольном.

Известно, что количество теплоты в нагретом теле пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Если предположить, что весь периферийный объем имеет ту же температуру, что и точка в, а температура воздуха равна 0 С, то получим указанное соотношение температур се" редин боковых сторон сравниваемых . слябов (1,3) и значение температуры

1431879 периферийных объемов в предлагаемом слябе не ниже 950 С.

При указанной температуре прикромочных областей сляба, являющейся наименьшей по его сечению, допустимы интенсивные обжатия как в валках вертикального окалиноломателя, так и в последующих универсальных клетях стана без снижения качества прокаты- 10 ваемой полосы. Это позволяет на части производимой продукции перейти к прогрессивной технологии "прямой" прокатки, т.е. с использованием только тепла отливки без промежуточного подогрева.

В табл. 1 и 2 показано влияние коэффициента протяженности широких сторон сляба и радиуса закругления уаких сторон сляба на эффективность 20 его использования.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого изобретения складывается из экономии топлива в нагревательных печах НШПС при переходе к производству части продукции методом "прямой" прокатки.

Формула из обр етения

Литой сляб, поперечное сечение которого имеет две противолежащие широкие и соединяющие их две боковые узкие стороны, о т л и ч а ю щ и й— с я.тем, что, с целью прямой горячей прокатки от машины непрерывного литья заготовок путем исключения промежуточного подогрева слябов перед прокатным станом, широкие стороны соединены между собой двумя противолежащими полуокружиастями, радиус R которых равен пояовине высоты сляба, а расстояние между их центрами равно

С =  — 2R + (0,215-0,22)Н, где C - расстояние между центрами радиусов окружностей, описывающих боковые стороны;

В - ширина сляба;

Н - высота сляба.

1431879

Та блица 1

Относительная Эффективность применения предлагаемо1

Разность площадей сечений

Значения К го сляба

-0,06К2

-77

0,2

0,00

0,215

2,37

0,02R

0,22

0,24

11, 57.

0,1R.Таблица 2

Значения R мм Эффективность использования предложенного сляба

Производительность стана сохраняется заданной, избыточный смещенный объем не приводит к появлению прикромочных наплывов; применение слябов допустимо, цель изобретения достигается.

0,5Н = 125

0,4Н = 100

Объем предлагаемого сляба меньше объема известного, производительность снижается, следовательно использование сляба недопустимо, т.е. эффект не достигается.

Появляются прикромочные наплывы, которые можно ликвидировать дополнительными проходами, что ведет к значительному увеличению энергозатрат. Применение сляба нежелательно, цель изобретения не достигается.

0,6Н = 150

ВНИИГГИ Заказ 5373/10 Тираж 467 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 предлагаемого

А и известного А слябов

А=А-А=4К 20,86

А A=A -A=4KR2—

0 86R разность площадей сечений, — 1007.

Снижается производительность стана, следовательно, использование сляба недопустимо, положительный эффект не достигается.

Производительность стана сохраняется заданной, прокатка слябов на стане допустима, экономия энергоресурсов достигается.

Производительность стана сохраняется заданной, избьггочный смещенный объем при прокатке в вертикальных валках составляет 2,37 всего смещенного объема и не приводит к появлению прикромочных наплывов. Применение сляба допустимо, цель изобретения достигается.

Производительность сохраняется заданной, однако избьггочный смещенный объем (1Ф,57) вызовет появление прикромочных наплывов после бокового обжатия, при- менение сляба нежелательно, цель изобретения не достигается.