Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение предназначено для уменьшения расходного коэффициента стали при прокатке толстых листов. Способ включает нагрев слябов, многопроходную реверсивную горячую прокатку с обжатием по толщине, правку, охлаждение и последующую обрезку переднего и заднего концов штрипсов. В последнем проходе концевые участки штрипсов длиной 700-1100 мм обжимают до толщины, на 2-10% меньшей толщины средней части, а после правки производят их обрезку. 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее, к прокатке толстых листов, и может быть использовано при производстве штрипсов для газонефтепроводных труб на реверсивных станах.

Известен способ изготовления толстых листов, включающий отрезку дефектного конца сляба, многопроходную реверсивную прокатку сляба до номинальной толщины, согласно которому отрезку дефектного конца сляба производят частично протяженностью 65-75% длины дефекта, а при прокатке начальные 25-45% абсолютного обжатия осуществляют с кантовкой раската после каждого прохода [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что при реверсивной прокатке штрипсов из низколегированных сталей передний и задний концы раската охлаждаются более интенсивно, вследствие чего имеют пониженные вязкостные и пластические свойства. Это приводит к необходимости их обрезке, что увеличивает расходный коэффициент стали.

Известен также способ прокатки толстых листов на реверсивном стане, по которому концевые участки раската обжимают в меньшей степени, а средний участок обжимают равномерно. При этом раскат периодически разворачивают на 90%, получая передний и задний концы листа по форме, близкой к прямоугольной. Прокатанные листы обрезают до заданного размера [2].

При производстве штрипсов из низколегированной стали по известному способу их концевые участки имеют пониженные пластические и вязкостные свойства. Обрезка некондиционных концов штрипсов увеличивает расходный коэффициент стали.

Наиболее близким аналогом по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства толстых листов (штрипсов) на одноклетевом стане кварто, включающий нагрев слябов в методической печи, многопроходную реверсивную горячую прокатку с обжатием до номинальной толщины, правку на роликоправильной машине горячей правки, охлаждение, обрезку переднего и заднего концов [3].

Недостаток известного способа состоит в том, что при производстве штрипсов из низколегированной стали их концевые участки имеют низкие пластические и вязкостные свойства. Обрезка некондиционных концов штрипсов увеличивает расходный коэффициент стали.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в уменьшении расходного коэффициента стали.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства штрипсов из низколегированной стали на толстолистовом стане, включающем нагрев слябов, многопроходную реверсивную горячую прокатку с обжатием до номинальной толщины, правку, охлаждение и последующую обрезку переднего и заднего концов штрипсов, согласно предложению, в последнем проходе концевые участки штрипсов длиной 700-1100 мм обжимают до толщины, на 2-10% меньшей толщины средней части, а после правки производят их обрезку.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. В процессе многопроходной реверсивной прокатки штрипсов из низколегированной стали наиболее интенсивно охлаждаются их концевые участки, поскольку в процессе каждого прохода выходящий из валков передний конец с уменьшенной толщиной остывает более длительное время, чем средняя часть штрипса и его задний конец. При реверсе в последующем проходе бывший задний конец штрипса становится передним, и он также остывает после обжатия в течение более длительного времени. Таким образом, от прохода к проходу температура концов штрипсов падает более интенсивно, что приводит к переупрочнению низколегированной стали, потере ей пластических и вязкостных свойств.

Уменьшение толщины концевых участков штрипсов длиной 700-1100 мм, подлежащих обрезке, на 2-10%, снижает массу обоих обрезаемых некондиционных участков штрипса, за счет чего обеспечивается уменьшение расходного коэффициента стали.

Экспериментально установлено, что длина некондиционных участков штрипсов, которые надлежит обрезать, составляет 700-1100 мм. При уменьшении длины обрезаемых концов менее 700 мм концевые участки штрипсов сохраняют некондиционные свойства, а так как отбор проб для механических испытаний производят именно от концов штрипса, то штрипс признается некондиционным. При увеличении длины обрезаемых концов более 1100 мм в обрезь попадают кондиционные участки штрипса, это увеличивает расходный коэффициент стали.

Снижение обжатия концевых участков до толщины, менее 2% от толщины средней части штрипса, во-первых, снижает эффективность уменьшения расходного коэффициента стали, и, во-вторых, требует повышения точности системы регулирования толщины горячекатаных штрипсов, что нерационально. Увеличение обжатия концевых участков до толщины, более 10% от толщины средней части штрипса приводит к увеличению длины концевых участков полос, прокатанных в нестационарных режимах. Это увеличивает длину некондиционных концевых участков штрипсов и расходный коэффициент стали.

Примеры реализации способа

Непрерывнолитые слябы сечением 250×1550 мм массой 10 т из низколегированной стали марки 09Г2С загружают в газовую печь и нагревают до температуры 1160°С. После выравнивания температуры по сечению сляб подают к толстолистовому реверсивному стану кварто 5000 и подвергают прокатке с разбивкой ширины в раскат шириной В=3500 мм. Затем раската подстуживают до температуры 760°С и прокатывают за 8 проходов до конечной толщины Н_ср=20 мм. При осуществлении последнего, 8-го прохода, передний и задний концевые участки длиной L_k=900 мм обжимают до толщины H_k=18,8 мм, т.е. толщина концевых участков на ΔН=6% меньше толщины средней части Н_ср.

Прокатанный штрипс подвергают правке знакопеременным изгибом на 9-роликовой правильной машине. После правки производят обрезку переднего и заднего концов длиной L_k=900 мм, толщина которых уменьшена до H_k=18,8 мм. Благодаря тому, что толщина обрезаемых переднего и заднего концов штрипса уменьшена с Н_ср=20 мм до H_k=18,8 мм, т.е. на 1,2 мм. Уменьшение толщины двух обрезаемых концов штрипса обеспечит снижение их массы ΔМ на величину:

ΔM=2·{L_k·(H_cp-H_k)·B·G},

где G=7,8·10^-6 кг/мм³ - удельная масса стали 09Г2С.

Следовательно:

ΔМ=2{900 мм·(20 мм-18,8 мм)·3500 мм·7,8·10^-6 кг/мм³}=58,97 кг.

Таким образом, благодаря снижению массы обрезаемых переднего и заднего концов штрипсов, имеющих меньшую толщину, достигается уменьшение расходного коэффициента стали на производство тонны готовых штрипсов до величины Q=1,08 т/т.

В таблице приведены варианты реализации способа производства штрипсов из низколегированной стали и расходные коэффициенты стали на производство одной тонны готовых штрипсов.

Таблица. Режимы производства штрипсов и расходный коэффициент стали
№ варианта	Н, мм	Lk, мм	ΔН,%	Q, т/т
1.	40	600	11	1,12
2.	30	700	10	1,09
3.	20	900	6	1,08
4.	12	1100	2	1,09
5.	10	1200	1	1,11
6.	8	1300	0	1,13

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение расходного коэффициента стали до величины Q=1,08-1,09 т/т. То есть для производства 1 т штрипсов необходимо задавать 1,08-1,09 т слябов, избыточная масса которых расходуется на окалинообразование при нагреве и обрезь, включая концевую. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и 5) масса обрезаемых передних и задних концов штрипсов возрастает, вследствие чего расходный коэффициент стали возрастает. Также более высокий расходный коэффициент стали имеет место в случае реализации способа-прототипа (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что обжатие в последнем проходе концевых участков штрипсов длиной 700-1100 мм до толщины, на 2-10% меньшей толщины средней части, и последующая обрезка этих концевых участков уменьшенной толщины, позволяет удалить некондиционные по механическим свойствам концы штрипсов при одновременном снижении их массы. Благодаря этому достигается снижение расходного коэффициента стали.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства штрипсов на толстолистовом реверсивном стане на 5-10%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Авт. свид. СССР №1232306, МПК В21В 1/38, 1986 г.

2. Заявка Японии №63165002, МПК В21В 1/38, 1988 г.

3. А.П.Грудев и др. Технология прокатного производства. М.: Металлургия, 1994 г., с.311-312 - прототип.

Способ производства штрипсов из низколегированной стали на толстолистовом стане, включающий нагрев слябов, многопроходную реверсивную горячую прокатку с обжатием по толщине, правку, охлаждение и последующую обрезку переднего и заднего концов штрипсов, отличающийся тем, что в последнем проходе концевые участки штрипсов длиной 700-1100 мм обжимают до толщины, на 2-10% меньшей толщины средней части, а после правки производят их обрезку.