Способ изготовления крупногабаритного шпунтового профиля типа ларсен

 

Использование: изобретение относится к области металлургии, конкретно, к производству крупногабаритных шпунтовых профилей типа Ларсен. Сущность: прокатку крупногабаритного шпунтового профиля производят на действующем универсально-балочном стане из непрерывнолитой или катаной слябовой заготовки, при этом первый этап: подготовительную и черновую прокатку осуществляют на обжимной клети в реверсивном режиме за 7 или 9 проходов, а второй этап: предчистовую и чистовую прокатку осуществляют в непрерывном режиме, за 4 предчистовых прохода, используя калибры корытного профиля при черновой, предчистовой и чистовой прокатке, с уклоном стенок, близким к уклону полок готового шпунта. Начиная с первого предчистового калибра, прокатку ведут с распрямленной стенкой профиля. 3 з. п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретно, к технологии прокатки крупногабаритных шпунтовых профилей.

Известны способы изготовления шпунтовых профилей, при которых исходную заготовку после нагрева прокатывают на линейном стане в двухвалковых закрытых калибрах за 15 проходов [1] В известном способе в качестве исходной заготовки используют блюм, которому в подготовительных двухвалковых калибрах, один из которых является разрезным, придают корытообразную форму. Дальнейшая прокатка ведется в черновых, предчистовых и чистовом корытообразных закрытых калибрах. При этом в черновых калибрах стенке профиля придают вогнутую форму, а боковым полкам - уклон, близкий к 7% В предчистовых калибрах уклон боковых полок сохраняется, а стенке профиля придают прямолинейную форму. В чистовом калибре наряду с незначительным обжатием по толщине элементов профиля (со степенью деформации меньше 1%) окончательно формируют замковую часть профиля.

Характерным для известного способа является использование на всех этапах исключительно реверсивного режима прокатки. (Прокатка ведется на рельсо-балочном стане). При этом каждый валок имеет не менее трех калибров по длине бочки, что становится возможным лишь вследствие сравнительно малого уклона боковых полок и создает определенные трудности при необходимости увеличения размера (ширины) профиля.

Ширина калибра зависит, с одной стороны, от протяженности стенки профиля в направлении оси валка (которая при распрямленной стенке больше, чем при вогнутой), а с другой стороны, от уклона и высоты боковых полок. Именно поэтому прокатка в калибрах, например, развернутой формы, возможна лишь для мелких профилей, а с увеличением размера профиля используются калибры корытообразной формы, как в [1] сочетая этот прием уменьшения ширины калибра с изгибом стенки. Кроме того, прокатка в корытообразных калибрах снимает проблему боковой устойчивости раската в калибре, предотвращает его возможное сползание даже при прямой стенке.

Сравнительно раннее распрямление стенки профиля, как в [1] компенсируется малым уклоном боковых полок и дает возможность лучшей проработки материала стенки за счет прямого обжатия ее, и более надежной задачи профиля в калибр. Однако при переходе на прокатку более крупных профилей и притом с увеличенным уклоном боковых полок, раннее распрямление стенки профиля становится затруднительным.

Известен способ изготовления крупногабаритного шпунтового профиля типа Ларсен, описанный в [2] Указанный известный способ включает нагрев исходной слябовой заготовки, ее первоначальное формирование в фасонных двухвалковых подготовительных калибрах, включая разгонный, последующую прокатку в черновых, предчистовых и чистовом двухвалковых закрытых калибрах корытной формы, с уклонами сторон, близкими к уклону полок готового профиля, с постепенным распрямлением его предварительно вогнутой стенки и формированием замковой части профиля, при этом в калибре, предшествующем чистовому, окончательно формируют все элементы профиля, кроме замковой части.

Данный способ наиболее близок к заявленному и принят за прототип.

Одним из достоинств способа [2] является использование в качестве исходной заготовки плоского сляба, что позволяет уменьшить общее обжатие и число калибров (общее число проходов в этом способе составляет 11). Что касается повышенного уклона боковых полок профиля, то он компенсируется в известной мере изгибом стенки, который ликвидируется только в последнем предчистовом калибре, фактически (если не считать окончательного формирования замковой части профиля) выполняющем функцию чистового. Однако возможности дальнейшего увеличения размеров профиля и при этом способе ограничены, поскольку он, как и предыдущий, предполагает использование на всех этапах прокатки реверсивного режима прокатки, т.е. использование совмещенных калибров, ширина которых, таким образом, лимитирована длиной бочки валка действующего стана.

Целью изобретения является разработка способа прокатки крупногабаритного шпунтового профиля типа Ларсен, который позволил бы увеличить размер получаемого профиля, при сохранении повышенного уклона его боковых полок и при использовании более технологичной схемы прокатки с ранним распрямлением стенки профиля, при этом без необходимости больших капитальных затрат т.е. с использованием уже действующего оборудования.

Это достигается тем, что в способе изготовления крупногабаритного шпунтового профиля типа Ларсен, включающем нагрев исходной слябовой заготовки (с соотношением высоты и ширины 0,35 0,50), ее первоначальное формирование в фасонных двухвалковых подготовительных калибрах, включая по меньшей мере один разгонный, последующую прокатку в черновых, предчистовых и чистовом двухвалковых калибрах корытной формы, с уклонами сторон, близкими к уклону полок готового шпунта, с постепенным распрямлением его предварительно вогнутой стенки и формированием замковой части профиля, при этом в калибре, предшествующем чистовому, окончательно формируют все элементы профиля, кроме замковой части, согласно изобретению, прокатку в подготовительных и черновых калибрах ведут в одной паре валков, за 7 или 9 реверсивных проходов, с уклоном полок в черновых калибрах 27% а прокатку в предчистовых калибрах ведут в непрерывном режиме, в четыре прохода, при полностью распрямленной, начиная с первого из этих четырех проходов, стенке профиля и с уклоном полок во всех предчистовых калибрах, кроме последнего, 25% а в последнем предчистовом - 26,8% Кроме того, в качестве исходной заготовки могут использовать непрерывно-литой сляб либо катаный фасонный сляб, а также, при прокатке в реверсивном режиме, могут в смежных калибрах прокатывать одновременно не менее двух заготовок.

Введение на втором этапе прокатки непрерывного режима позволяет снять ограничения на ширину профиля (ввиду размещения на каждой паре валков только одного калибра) и использовать более технологичную схему калибровки с прямой стенкой профиля. Более того, такая технология прокатки позволяет использовать оборудование уже действующего универсально-балочного стана, в состав которого входят, наряду с обжимной реверсивной клетью также и непрерывные группы клетей. Действующие универсально-балочные станы по своей мощности и производительности покрывают практическую потребность в уже производимом ими сортаменте и потому имеют значительные резервы машинного времени. Непрерывная прокатка производительнее реверсивной, и при их сочетании могут быть задействованы такие резервы реверсивного процесса, как одновременная прокатка в смежных калибрах реверсивной клети по меньшей мере двух заготовок.

Хотя количество проходов в заявленном способе незначительно превышает количество проходов в способе [2] но за счет того, что часть проходов производят в непрерывном режиме, производительность заявленного способа по меньшей мере не уступает производительности известного. К тому же в известном способе [2] используется фасонная, уже предварительно обжатая заготовка, в отличие от заявленного способа, где используется обычная слябовая заготовка, предварительно обжимаемая на том же стане, где производится шпунт.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 показаны два подготовительных калибра для обжатия слябовой заготовки; на фиг. 3 и 4 два черновых калибра; на фиг. 5 8 предчистовые калибры непрерывной группы стана в технологической последовательности; на фиг. 9 чистовой калибр, на фиг. 10 и 11 соответственно пластовый и ребровой калибры для получения исходной слябовой заготовки на обжимном стане; на фиг. 12 15 - подготовительные и черновые калибры при прокатке исходной катаной слябовой заготовки, полученной на обжимном стане.

Способ осуществляется следующим образом.

При прокатке из непрерывно-литой слябовой заготовки последняя после выхода из машины непрерывной разливки подается на участок нагрева цеха прокатки широкополочных балок (ЦПШБ) и нагревается в печах до температуры прокатки. После нагрева заготовка обжимается в обжимной клети 1300 в двух специальных подготовительных (фиг. 1 и 2 ) и двух черновых калибрах корытной формы (фиг. 3 и 4) за 7 пропусков без кантовки по схеме ( 2 3 1 1 ), т.е. в I калибре дается 2 пропуска, во II калибре 3 пропуска, в III и IV калибрах по 1-му пропуску. При этом наибольшая деформация и "разгонка" профиля происходит во II калибре. Далее раскат последовательно катается в корытных калибрах двух непрерывных групп по 2-е клети (фиг. 5, 6 и 7, 8), где каждая клеть имеет один калибр и где обжимаются все элементы профиля. При этом стенка профиля во всех калибрах выпрямлена. В калибре чистовой клети (фиг. 9) окончательно формируется замковая часть профиля.

При использовании в качестве исходной заготовки катанного сляба в обжимной клети 1300 происходит реверсивная прокатка в четырех калибрах корытной формы, представленных на фиг. 13 15. Подкат размером 255 х 520 мм (фиг. 10) поступает с блюминга и нагревается в печи ЦПШБ. Нагретые заготовки прокатываются в обжимной клети 1300 ЦПШБ без кантовки за 9 пропусков по схеме ( 4 3 3 1 ), т.е. в I калибре (фиг. 12) дается 4 пропуска, во II и III калибрах (фиг. 13, 14) по 2 пропуска, и в IV калибре (фиг. 15) 1 пропуск. При этом наибольшая деформация происходит в I калибре. При использовании данного варианта последующая прокатка до получения готового профиля производится в тех же калибрах, что и по первому варианту (в соответствии с фиг. 5 9), при этом сохраняются все преимущества использования слябовой заготовки.

Благодаря прокатке заготовки в калибрах корытной формы с уклонами сторон до 25 27% шпунтовый профиль находится в устойчивом положении. Прокатка в предчистовых калибрах с выпрямленной стенкой профиля облегчает задачу профиля в калибр на повышенной скорости и исключает искажения формы профиля между клетями в случае возникновения осевых усилий при непрерывной прокатке.

Возможность использования для реализации способа действующего универсально-балочного стана, установленного в ЦПШБ, является существенным его преимуществом, поскольку такой крупногабаритный шпунт по глубине врезов в валки и нагрузкам при прокатке не проходит на других, например, рельсо-балочных станах и требовал бы строительства нового специального стана, что связано с крупными капитальными затратами и временем. При осуществлении же способа на действующем универсально-балочном стане требуется лишь несложная модернизация проводковых устройств и обновление парка валков. Однако повышение коэффициента загрузки высокопроизводительного универсально-балочного стана и перевод его на выпуск сортамента, пользующегося широким спросом, окупит эти небольшие дополнительные затраты.

Порезка раскатов, охлаждение, отделка и погрузка могут производиться на действующем оборудовании универсально-балочного стана.

Шпунтовый профиль, прокатанный описанным способом, имеет следующие характеристики: высота профиля 238 мм, ширина профиля 543 мм, удельный показатель эффективности использования стали 15,6 куб.см/кг.

Для сравнения можно указать, что аналогичные характеристики изготавливаемых в настоящее время на рельсо-балочном стане металлургического комбината им. Дзержинского (г. Днепродзержинск) шпунтовых профилей типа Ларсен: Л-УП и Л-УП-А соответственно следующие: 228; 466,7 и 14,3 и 236; 466,7 и 14,8.

Формула изобретения

1. Способ изготовления крупногабаритного шпунтового профиля типа Ларсен, включающий нагрев исходной слябовой заготовки (с соотношением высоты и ширины 0,35-0,50), ее первоначальное формирование в фасонных двухвалковых подготовительных калибрах, включая по меньшей мере один разгонный, последующую прокатку в черновых, предчистовых и чистовом двухвалковых закрытых калибрах корытной формы, с уклонами сторон, близкими к уклону полок готового шпунта, с постепенным распрямлением его предварительно вогнутой стенки и формированием замковой части профиля, при этом в калибре, предшествующем чистовому, окончательно формируют все элементы готового профиля, кроме замковой части, отличающийся тем, что прокатку в подготовительных и черновых калибрах ведут в одной паре валков, за 7 или 9 реверсивных проходов, с уклоном полок в черновых калибрах 27% а прокатку в предчистовых калибрах ведут в непрерывном режиме, в четыре прохода, при полностью распрямленной, начиная с первого из этих четырех проходов, стенке профиля и с уклоном полок во всех предчистовых калибрах, кроме последнего, 25% а в последнем предчистовом 26,8% 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходной заготовки используют непрерывно литой сляб.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходной заготовки используют катанный фасонный сляб.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при прокатке в реверсивном режиме в смежных калибрах прокатывают одновременно не менее двух заготовок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15