Способ производства стальных сортовых профилей



Способ производства стальных сортовых профилей
Способ производства стальных сортовых профилей

 


Владельцы патента RU 2544711:

Стеблов Анвер Борисович (RU)

Изобретение относится к прокатному производству стальных сортовых профилей. Способ включает получение заготовок, их нагрев и последующую многопроходную продольную прокатку в вертикальных и горизонтальных валках с калибрами. Снижение затрат на производство при одновременном повышении экологической безопасности производства обеспечивается за счет того, что заготовки получают путем продольной резки выведенных из эксплуатации нефтегазопроводных труб, нагрев заготовок ведут до температуры 1100-1280°C, а прокатку осуществляют с суммарной вытяжкой не менее 1,5. В вариантах реализации способа после продольной резки поверхность заготовок подвергают дробеметной очистке и/или очистке вращающимися металлическими щетками. Кроме того, нагрев заготовок ведут в газовой печи с окислительной атмосферой. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении стальных сортовых профилей, таких как полоса, круг, квадрат, шестигранник, арматурный профиль и др.

Известны способы производства стальных сортовых профилей, включающие получение заготовок с выплавкой, разливкой стали и обжимной прокаткой, нагрев заготовок и последующее их многопроходное деформирование в горизонтальных и вертикальных валках с калибрами [1, 2].

Недостаток известных способов состоит в том, что получение стальных сортовых профилей требует высоких трудовых, материальных и энергетических затрат.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства стальных сортовых профилей, включающий выплавку стали, ее разливку в заготовку сдвоенного поперечного сечения с соединительной перемычкой, продольную разрезку сдвоенных заготовок, нагрев заготовок до температуры 1200-1300°C и последующую продольную прокатку в вертикальных и горизонтальных валках с калибрами с суммарной вытяжкой не менее 5 [3].

Недостаток известного способа состоит в том, что он требует больших затрат на производство, связанных с получением стали, ее разливкой в заготовки и их черновой прокаткой, а также выбросами в биосферу большого количества дыма, пыли и загрязненных сточных вод, что снижает экологическую безопасность производства.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении затрат на производство при одновременном повышении экологической безопасности производства.

Для решения технической задачи в известном способе производства стальных сортовых профилей, включающем получение заготовок, их нагрев и последующую многопроходную продольную прокатку в вертикальных и горизонтальных валках с калибрами, согласно предложению получают заготовки желобчатой формы путем продольной резки выведенных из эксплуатации нефтегазопроводных труб с толщиной стенки 12-40 мм, нагрев заготовок ведут до температуры 1100-1280°C, а прокатку осуществляют с суммарной вытяжкой не менее 1,5 в черновых, промежуточных и чистовых группах клетей крупносортного стана 600, с устранением желобчатости формы заготовки в первом проходе при обжатии в горизонтальных валках черновых клетей.

В вариантах реализации способа после продольной резки поверхность заготовок подвергают дробеметной очистке и/или очистке вращающимися металлическими щетками. Кроме того, нагрев заготовок ведут в газовой печи с окислительной атмосферой.

Сущность изобретения состоит в следующем. Прямошовные трубы с толщиной стенки 12-40 мм для магистральных нефтегазопроводов высокого давления производят из высококачественных низколегированных сталей. После 10-20 лет эксплуатации эти трубы подлежат замене из-за внутренней и внешней коррозии, а также опасности образования в них магистральных трещин, являющихся причиной разрывов. Выведенные из эксплуатации трубы в настоящее время подвергают разделке и используют в качестве металлического лома для выплавки и непрерывной разливки стальных заготовок. Сталеплавильный передел, помимо собственной высокой стоимости, является наиболее экологически опасным из-за выбросов в биосферу дыма, пыли и загрязненной воды, идущей на охлаждение отлитых заготовок, печей и другого оборудования.

В предлагаемом способе сталеплавильный передел исключен, и вместо него заготовку получают путем экологически безопасной продольной резки выведенных из эксплуатации нефтегазопроводных труб на полосы - сутунки желобчатой формы, которые в дальнейшем прокатывают в горизонтальных и вертикальных валках в сортовые профили. Продольная резка может быть осуществлена как с помощью пил или фрез на начальной стадии, так и прокаткой - разделением в горизонтальных валках черновых клетей сортопрокатного стана.

Благодаря исключению сталеплавильного передела достигается снижение суммарных затрат на производство и повышается его экологическая безопасность за счет снижения выбросов в биосферу пыли, дыма и загрязненных сточных вод.

Экспериментально установлено, что при температуре нагрева заготовок желобчатой формы ниже 1100°C не удается устранить накопленных в трубе при ее эксплуатации усталостных повреждений и зародышевых трещин, что ухудшает механические свойства стальных сортовых профилей. Увеличение температуры нагрева более 1280°C увеличивает затраты на производство и снижает выход годного, что нецелесообразно.

При суммарной вытяжке менее 1,5 прокатка от температуры нагрева 1100-1280°C не обеспечивает гарантированного заваривания образовавшихся в трубе усталостных дефектов, обновления микроструктуры стали, а также устранения («закатки») следов коррозии трубы, накопленных при ее эксплуатации. В результате в готовых сортовых профилях могут сохраняться дефекты в виде локальных трещин и разрывов, образовавшихся при эксплуатации трубы, а на поверхности - дефекты в виде пористости, вкатанной окалины и увеличенной шероховатости. Это недопустимо для сортовых профилей ответственного назначения.

Благодаря тому, что после продольной резки поверхность заготовок подвергают дробеметной очистке и/или очистке вращающимися металлическими щетками, уменьшается количество дефектов на поверхности стальных сортовых профилей, снижается себестоимость производства.

Нагрев заготовок в газовой печи с окислительной атмосферой позволяет перевести в окалину поверхностные слои, пораженные дефектами от коррозии и со следами водородного растрескивания. В результате после удаления окалины нагретые заготовки имеют бездефектные поверхности.

Примеры реализации способа

Пример 1. Выведенную из эксплуатации газопроводную прямошовную трубу диаметром 530 мм с толщиной стенки Н=24 мм из низколегированной стали марки 09Г2СФБ с помощью дисковых пил разрезают вдоль на 4 части одинаковой ширины В=410 мм. Полученные заготовки желобчатой формы нагревают в методической печи до температуры аустенитизации Та=1190°C.

Очередную нагретую заготовку после гидросбива окалины подают к черновой группе клетей крупносортного стана 600. В первом проходе при обжатии в горизонтальной клети устраняют желобчатость формы заготовки. Затем заготовку обжимают по ширине за 4 прохода в клетях с вертикальными валками и передают в промежуточную и чистовую группу клетей. В этих клетях полосу последовательно обжимают в вертикальных и горизонтальных валках с калибрами по системе «овал-круг» в круглый профиль с конечным диаметром d=80 мм. Суммарная вытяжка при прокатке составляет λ=1,96.

В процессе прокатки происходит заваривание внутренних дефектов, накопившихся в исходной заготовке, обновление микроструктуры. Готовый пруток круглого сечения диаметром d=80 мм удовлетворяет всем требованиям потребителей.

Благодаря исключению плавильного передела себестоимость производства 1 τ сортовых профилей снижается на величину ΔS=23% при выходе годного Q=99,9%. Кроме того, исключение выбросов в биосферу пыли, дыма и загрязненных сточных вод от плавильных агрегатов повышает экологическую безопасность производства.

Варианты реализации предложенного способа приведены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при использовании предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение затрат на производство на величину ΔS=22-23%. Помимо этого, исключаются выбросы в биосферу из плавильных печей.

При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) выход годного сокращается, что не позволяет снизить затраты на производство.

Пример 2. Все те же операции, что и в примере 1, только после продольной резки поверхности заготовок с глубокой коррозией подвергают дробеметной очистке колотой чугунной дробью и/или очистке вращающимися металлическими щетками. В результате проведения дополнительной операции очистки при таком же выходе годного Q=99,8-99,9% для исходных труб с повышенной степенью коррозии и загрязнениями снижение затрат на производство составляет ΔS=24-25%, дефекты на поверхности сортовых профилей отсутствуют.

Пример 3. Все те же операции, что и в примере 1, только нагрев заготовок с глубокими поверхностными дефектами и загрязнениями ведут в газовой печи с окислительной атмосферой. В результате окислительного нагрева дефектный и загрязненный поверхностный слой заготовки переходит в окалину, которая перед прокаткой удаляется гидросбивом. Это позволяет при выходе годных круглых профилей Q=99,6-99,8% снизить затраты на производства на величину ΔS=24-25%.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что получение заготовки путем продольной резки выведенных из эксплуатации нефтегазопроводных труб, нагрева заготовок до температуры 1100-1280°C и прокатки с суммарной вытяжкой не менее 1,5 позволяет исключить плавильные переделы и связанные с ними затраты, сократить вредные выбросы в биосферу, снизить в целом затраты на производство. Дополнительная дробеметная очистка и/или очистка вращающимися металлическими щетками, как и нагрев заготовок в газовой печи с окислительной атмосферой, позволяют утилизировать выведенные из эксплуатации нефтегазопроводные трубы с большими поверхностными дефектами и производить из них высококачественный сортовой прокат. Это повышает выход годного и снижает затраты на производство.

В качестве базового объекта при оценке технико-экономической эффективности предложенного способа принята действующая технология производства сортовых профилей на сортовом стане 600 Златоустовского метзавода. Использование предложенного способа обеспечивает снижение затрат на производство в среднем на 24% при сокращении вредных выбросов в биосферу.

Источники информации

1. Патент РФ №2169050, МПК В21В 1/08, 2001 г.

2. Патент РФ №2272683, МПК В21В 1/08, 2006 г.

3. Патент РФ №2208483, МПК В21В 1/16, 2003 г.

1. Способ производства стальных сортовых профилей, включающий получение заготовок, их нагрев и последующую многопроходную продольную прокатку в вертикальных и горизонтальных валках с калибрами, отличающийся тем, что получают заготовки желобчатой формы путем продольной резки выведенных из эксплуатации прямошовных нефтегазопроводных труб с толщиной стенки 12-40 мм, нагрев заготовок производят до температуры 1100-1280°C, а прокатку осуществляют с суммарной вытяжкой не менее 1,5 в черновых, промежуточных и чистовых группах клетей крупносортного стана 600, с устранением желобчатости формы заготовки в первом проходе при обжатии в горизонтальных валках черновых клетей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после продольной резки поверхность заготовок подвергают дробеметной очистке и/или очистке вращающимися металлическими щетками.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев заготовок ведут в газовой печи с окислительной атмосферой.



 

Похожие патенты:

Способ относится к обработке металлов давлением, а именно к области производства сортового металлопроката. Повышение прочности и эксплуатационной надежности сортового проката обеспечивается за счет того, что его изготавливают из старогодных или некондиционных рельс, при этом рельс перед разделкой предварительно делят поперек на мерные отрезки, которые нагревают и в нагретом состоянии делят на головку, шейку и подошву рельса, затем сразу или с дополнительным подогревом производят прокатку головки, шейки и подошвы рельса при температуре горячей пластической деформации, равной 1150-1200°С.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению прокаткой рессорных полос. Осуществляют многопроходную прокатку заготовки путем обжатия и профилирования каждой половины заготовки в клетях с разными окружными скоростями рабочих валков и увеличения в ходе прокатки переднего натяжения полосы.

Группа изобретений предназначена для прокатки угловых профилей. Клеть для прокатки угловых профилей содержит расположенные на общем основании установленные горизонтально верхний (2) и нижний (3) калиброванные валки, совместно определяющие плоскость прокатки, перпендикулярную направлению продвижения прокатываемого материала (6), и межвалковый зазор с открытыми или закрытыми калибрами, располагающийся в этой плоскости, и по меньшей мере пару установленных не горизонтально обжимных роликов (4, 5), обжимающих прокатываемый материал (6) с боков и определяющих плоскость прокатки, расположенную перпендикулярно направлению продвижения прокатываемого материала (6), причем плоскость прокатки, определяемая парой калиброванных валков (2, 3), и плоскость прокатки, определяемая по меньшей мере парой обжимных роликов (4, 5), не совпадают, а плоскость прокатки, определяемая парой обжимных роликов (4, 5), расположена в направлении движения прокатываемого материала (6) за и/или перед плоскостью прокатки калиброванных валков (2, 3).

Изобретение предназначено для прокатки стальных рельсов. Способ включает изготовление рельсовой заготовки (5), содержащей участок (2) подошвы, участок (3) головки и участок (4) шейки, соединяющий участок подошвы с участком головки, чистовую прокатку рельсовой заготовки для формования стального рельса (6).

Изобретение предназначено для повышения выхода годных сортовых профилей и фасонных профилей, получаемых путем переработки прокаткой железнодорожных рельсов, выведенных из эксплуатации.

Изобретение предназначено для расширения сортамента профилей в сторону увеличения площади поперечного сечения стальных сортовых и фасонных профилей, получаемых путем переработки прокаткой железнодорожных рельсов, выведенных из эксплуатации.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении стальных фасонных профилей. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокате полосовых асимметричных профилей с клиновидными утолщениями в виде периодических выступов типа периодической лемешной полосы 142Д, преимущественно для изготовления долотообразных лемехов сельскохозяйственного назначения.

Изобретение относится к области сортовой прокатки и может быть реализовано при производстве железнодорожных рельсов на непрерывно-реверсивных рельсобалочных станах.

Изобретение относится к металлическим строительным и железнодорожным конструкциям. Способ включает непрерывную отливку ленты из малоуглеродистой или низколегированной стали при непрерывном перемещении жидкой стали относительно зоны ее заливки и кристаллизации. Увеличение момента инерции профиля при изгибе и радиуса инерции, без изменения материалоемкости и толщины полок профиля, увеличение технологичности изготовления профиля обеспечивается за счет того, что отлитую ленту после кристаллизации стали остужают до температуры 950…1100°C, подают в клеть стана продольной прокатки и обжимают с формированием профиля в виде пары взаимно ортогональных прямоугольных элементов, соединенных друг с другом по радиусу криволинейным участком, больший диаметр которого, а также высота сечения сформированного профиля регламентированы математическими зависимостями. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства крупногабаритных шпунтовых профилей типа Ларсен. Способ включает нагрев заготовки, прокатку профиля и его охлаждение. Повышение точности размеров профиля и снижение его удельного веса обеспечивается за счет того, что используют заготовку, полученную посредством продольного роспуска демонтированной магистральной трубы большого диаметра на 2÷4 части с поперечной выпуклостью, заготовку нагревают в проходной роликовой нагревательной печи в положении выпуклостью вверх до температуры 950÷1050°C со скоростью 60÷120°C/мин, в этом положении задают в прокатный стан и прокатывают в шпунтовой профиль за 4 прокатных прохода, с регламентированными скоростью прокатки и общей вытяжкой, далее прокатанный шпунтовой профиль при температуре 760÷820°C охлаждают со скоростью 150÷250°C/сек до температуры 350÷460°C в роликовой закалочной машине, при этом фиксируют в ее роликах взаимное положение горизонтальных и наклонных полок шпунтового профиля для предотвращения его продольного искривления, затем складывают в пакет по 4 штуки, обрезают по концам в пакете на ленточной пиле на требуемую длину и охлаждают на воздухе. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства крупногабаритных шпунтовых профилей типа Ларсен. Способ включает нагрев заготовки, прокатку профиля и его охлаждение. Повышение точности размеров профиля и его изгибной жесткости обеспечивается за счет того, что используют заготовку, полученную посредством продольного роспуска демонтированной магистральной трубы большого диаметра на 2÷4 части с поперечной выпуклостью, производят нагрев заготовки в проходной нагревательной печи до температуры 570÷650°C и многопроходную прокатку в шпунтовой профиль, при этом непосредственно перед каждым прокатным проходом производят локальный подогрев до температуры 950÷1050°C, со скоростью 450÷600°C/сек, продольных зон заготовки, подвергающихся в последующем прокатном проходе интенсивной деформации 15÷45% с формированием в углах прокатываемого шпунтового профиля радиусов, а после каждого прокатного прохода производят фиксацию геометрических размеров и взаимного расположения горизонтальных и вертикальных полок прокатываемого шпунтового профиля посредством ускоренного локального охлаждения упомянутых зон. Во втором прокатном проходе на средней горизонтальной полке может быть сформирована периодическая выпукло-вогнутая поверхность с повышенной жесткостью на изгиб. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области производства сортового и фасонного проката из выведенных из эксплуатации демонтированных железнодорожных рельсов. Способ включает порезку рельса на длину, взвешивание полученной рельсовой заготовки и сравнение с весом погонного метра, необходимым для получения заданного сечения сортового проката. Повышение качества и точности размеров производимых профилей обеспечивается за счет того, что при недостаточности веса погонного метра заготовки производят его увеличение односторонней или двухсторонней термической наплавкой по зоне шейки сечения рельсовой заготовки с равномерной толщиной наплавленного металла по всей длине рельсовой заготовки, при этом толщину шейки увеличивают на 1,5÷56 мм, прокатку нагретой до температуры 950÷1150°С рельсовой заготовки производят за 10÷17 прокатных проходов в черновой промежуточной и чистовой группах клетей. Параметры направки и прокатки регламентированы математическими зависимостями. Наплавку производят посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области сортовой прокатки двутавровых профилей, преимущественно с параллельными гранями полок, на рельсобалочных прокатных станах, снабженных компактными непрерывно-реверсивными группами-тандем универсальных и двухвалковых клетей. Полученную в черновой клети разрезную двутавровую заготовку прокатывают в группе-тандем, состоящей из последовательно расположенных первой универсальной клети, вспомогательной клети дуо и второй универсальной клети. Уменьшение вероятности образования дефектов в зоне соединения элементов профиля обеспечивается за счет того, что прокатку производят в три стадии, при этом на первой стадии - в непрерывно-реверсивном режиме во вспомогательной и второй универсальной клетях, на второй стадии - в непрерывном режиме за один проход во второй универсальной, вспомогательной и первой универсальной клетях, и на третьей стадии - в непрерывно-реверсивном режиме в первой универсальной и вспомогательной клетях. Фланцы профиля прокатывают под углом к вертикальной плоскости не более 9° во второй универсальной клети и не более 4,5° в первой универсальной клети. 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства железнодорожного рельсового проката. Литую заготовку получают электрошлаковым переплавом (ЭШП) демонтированного изношенного рельса того же типоразмера, например Р65, причем расчетную длину расходуемого электрода из демонтированного изношенного рельса предварительно определяют расчетным путем, при этом упомянутую литую заготовку отливают с профилем сечения, подобным профилю сечения прокатываемого рельса, с превышением последнего на величину равномерного припуска по периметру контура сечения профиля рельса. Прокатку нагретой до температуры 930÷960°C литой заготовки ведут в прокатном стане за четыре прокатных прохода в четырехвалковых универсальных калибрах с общей вытяжкой Ψ=1,80÷2,15, скоростью прокатки Vпр=0,3÷1,5 м/сек и температурой окончания прокатки 830÷860°C, с последующим водовоздушным охлаждением со скоростью 30÷50°C/сек головки рельса форсунками, установленными непосредственно на выходе из чистового калибра прокатного стана. Изобретение позволяет повысить качество рельсов при снижении общих затрат на их производство и при ограниченных объемах производственной партии. 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и устройству для калибровки металлических профилей, имеющих две полки, расположенные одна напротив другой, внутренние поверхности которых разнесены одна от другой на заданное расстояние. Металлический профиль пропускают через устройство, которое образует рабочие растворы между парой внутренних рабочих роликов и парой наружных опорных роликов. Упомянутые рабочие ролики, образующие пару внутренних рабочих роликов, расположены с возможностью качения один по другому для компенсации воздействующих на упомянутую пару рабочих роликов со стороны внутренних поверхностей полок формоизменяющих сил. Использование изобретения обеспечивает износостойкость, хорошую свариваемость и сопротивляемость хрупкому разрушению металлических профилей. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ относится к области прокатки шпунтовой сваи с Z-образным профилем. Способ включает этапы, на которых прокатывают изогнутую заготовку пояса (16) в последовательных межвалковых зазорах, образованных по меньшей мере одной парой валков, которая включает в себя верхний профилированный валок (26) и нижний профилированный валок (28), при этом в первой канавке (42) верхнего валка (26) формируют первый угол (18) и, примыкающей первой части изогнутой заготовки пояса (16) и в первой канавке (46) нижнего валка (28) формируют второй угол (20), а в также примыкающей второй части изогнутой заготовки пояса (16). Уменьшение износа прокатных валков обеспечивается за счет того, что в последних межвалковых зазорах, формирующих изогнутую заготовку пояса (16), диаметр нижнего валка (28) уменьшается прерывистом образом в интервале между первой канавкой (42) в верхнем валке (26) и первой канавкой (46) в нижнем валке (28), а диаметр верхнего валка (26) увеличивается в указанном интервале комплементарным образом. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх