2. Типы широкополосных станов горячей прокатки

В настоящее время все большее развитие получает горячая прокатка листовой стали, осуществляемая на непрерывных и полунепрерывных широкополосных станах. На этих станах прокатывают тонко- и толстолистовую сталь толщиной от 1—1,2 до 12—16 и шириной 1850— 2150 мм.

Определение и классификация широкополосных листовых станов на непрерывные и полунепрерывные основываются на числе клетей, входящих в черновую и чистовую группы, их расположении и принятой технологии прокатки.

Если черновая группа представлена одной клетью и в ней осуществляется реверсивная прокатка, а в чистовой группе, состоящей из нескольких клетей — непрерывная прокатка, то такой стан называют полунепрерывным листовым станом горячей прокатки.

Когда черновая группа состоит из нескольких клетей различных конструкций и в каждой из них раскат подвергается обжатию только за один проход (при этом направление прокатки не изменяется), то такой стан при наличии последующей непрерывной группы чистовых клетей принято называть непрерывным листовым станом горячей прокатки. Поскольку на этих станах прокатываются ленты большой ширины (более 600 мм), то к их названиям добавляют слово широкополосные. Непрерывные и полунепрерывные широкополосные станы горячей прокатки листов также характеризуются ДЛИНОЙ бочки валков, что ойределйет сортамент профилей листовой стали по ширине.

Большое развитие широкополосных станов непрерывного и полунепрерывного типов объясняется их высокими технико-экономическими показателями по сравнению со станами обычной прокатки, прежде всего по производительности, особенно отнесенной к тонне оборудования. Рулонная сталь, полученная на современных широкополосных непрерывных и полунепрерывных станах, имеет более точные размеры, лучшую чистоту поверхности и дешевле стали, прокатанной в листах.

4. Пример режима обжатия на широкополосном стане горячей прокатки

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств тонколистовой трубной широкополосной стали при горячей прокатке. Способ включает прокатку с заданными температурами и величинами обжатий. Улучшение механических свойств стали, в частности свариваемости получаемых из нее в дальнейшем холоднокатаных полос, обеспечивается за счет того, что при прокатке трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, на конечную толщину 3,0 мм температуру прокатки в шестой клети стана принимают равной 1020…1100°С, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновых клетях принимают εΣ=87…89% с увеличением относительного обжатия εi в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей εΣ=89…91% с уменьшением εi по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей прокатке полосовой трубной стали.

Горячая прокатка тонколистовой (полосовой) стали чаще всего осуществляется на непрерывных широкополосных станах (НШПС) при заданных температурах и обжатиях в отдельных клетях, и эти режимы определяют свойства готового проката. Технология горячей прокатки на НШПС достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», М., «Металлургия», 1991, кн.2, с.556-565.

Известен способ горячей прокатки на НШПС углеродистой стали, при котором температуру обратного процесса при охлаждении полос на отводящем рольганге стане устанавливают для сталей с содержанием углерода не более 0,25 мас.% прямо пропорциональной содержанию в стали углерода, кремния и марганца и обратно пропорциональной толщине полос (см. пат. РФ №2200199, кл. C2D 8/04, В21В 1/26, опубл. в БИ №7, 2003 г.). Однако этот способ не регламентирует величин обжатий при прокатке, что затрудняет его использование для производства, например, горячекатаной тонколистовой трубной стали.

Наиболее близкой к заявляемому способу является технология горячей прокатки на непрерывных станах, описываемая в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик прокатных станов», М., »Металлургия», 1980, с.190-198.

Эта технология прокатки с заданными температурами и величинами обжатий характеризуются тем, что температуру за черновой группой клетей, перед и за непрерывной группой, а также температуру смотки варьируют от содержания углерода в стали, а предельные величины относительных обжатий в клетях черновой группы НШПС принимают в пределах 20…50%, причем обжатие в предпоследней клети непрерывной (чистовой) группы стана не превышает 25%, а в последней клети - 10…15%. Эта технология неприемлема для прокатки тонколистовой трубной стали с повышенными потребительскими свойствами.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств тонколистовой (полосовой) трубной стали, предназначенной для производства сварных труб.

Для решения этой задачи в способе горячей прокатки на НШПС с заданными температурами и величинами обжатий трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, на конечную толщину 3 мм температуру прокатки в шестой клети стана принимают равной 1020…1100°С, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновых клетях принимают εΣ=87…89% с увеличением относительного обжатия εi в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей εΣ=89…91% с уменьшением εi по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.

Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин температур и обжатий при прокатке на НШПС тонколистовой трубной стали, которая служит заготовкой для холодной прокатки этой стали. В результате этого получается полосовая сталь, обладающая требуемыми механическими свойствами и хорошей свариваемостью, что необходимо для производства качественных сварных труб.

При реализации предлагаемого способа необходимо строгое соблюдение вышеуказанных параметров горячей прокатки, отклонения от которых (как показали) не позволяют получить требуемые характеристики листового проката.

Опытную проверку заявляемой технологии осуществляли на НШПС горячей прокатки 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при прокатке стали марки 22ГЮ на конечный размер 3×1060 мм варьировали температуры прокатки и смотки полос, а также величины обжатий в черновой и чистовой группах клетей этого стана, оценивая результаты по выходу качественной горячекатаной трубной стали, идущей на холодную прокатку.

Наилучшие результаты (выход качественного проката в пределах 99,2…99,8%) получены при использовании настоящего изобретения. Отклонения от рекомендуемых параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, например, при меньших температурах прокатки в IY клети (Т6<1020°С), конца прокатки (Ткп<820°С) и температуре смотки (Тсм<540°С) и больших: Т6>1100°С, Ткп>860°С, Тсм>580°С - не удавалось достичь требуемых мехсвойств проката, в том числе - хорошей свариваемости холоднокатаных полос, полученных из горячекатаной заготовки.

При εΣ<87% в черновых клетях приходилось повышать εΣ (более 91%) в чистовых клетях для получения необходимой конечной толщины (3 мм) полос, либо уменьшать толщину исходных слябов, что также не позволило получить требуемых свойств холоднокатаной стали. Аналогичные результаты получались и при εΣ>89% (черновые клети), εΣ<89% (чистовые клети), причем выход качественного проката не превысил 94%. Отрицательно сказалось на качестве проката примерное равенство εi в клетях черновой группы стана, а уменьшение εi по ходу прокатки резко повысило нагрузку на валки и привод I…III клетей этой группы, что привело к простоям стана. Требуемое качество проката получалось только при снижении εi в каждой последующей клети чистовой группы, причем с соблюдением величины εi/εi+1=1,06…1,41.

Технология, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялась ввиду заведомой ее непригодности для производства тонколистовой трубной полосы марки 22ГЮ. Таким образом, опытная проверка доказала приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемой технологии для производства горячекатаной трубной стали 22ГЮ толщиной 3 мм, используемой в качестве подката для получения холоднокатаной полосы размерами 1,5×1000 мм, позволит повысить выход качественного проката не менее чем на 5% с соответствующим ростом прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения

Полоса из стали 22ГЮ, содержащая 0,2 мас.% С, 1,3% Mn и 0,03% Al, размерами 1060 мм получается горячей прокаткой на НШПС 2000 из слябов толщиной 250 мм.

Параметры прокатки:

Т6=1060°С, Ткп=840°С, Тсм=560°С;

εΣ в I…IY клетях - 88% (Δh=220 мм);

ε1=12,0%, ε2=24,5%, ε3=31,3%, ε4=33,3%, ε5=35,5%, ε6=38,8%;

εΣ в YII…XIII клетях - 90% (Δh=27 мм);

ε7=34,7%, ε8=34,7%, ε9=32,8%, ε10=30,2%, ε11=27,5%, ε12=19,5%, ε13=14,3%, т.е εi/εi+1=1,06…1,41.

Способ горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане с заданными температурой и величиной обжатия полос трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, толщиной 3 мм, характеризующийся тем, что температуру прокатки принимают равной 1020…1100°С в шестой клети стана, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновой группе клетей стана принимают εΣ=87…89% с увеличением относительного обжатия εi в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей εΣ=89…91% с уменьшением εi по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.