RU2260495C1 - Method for making high quality metallic rod products - Google Patents
Method for making high quality metallic rod products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260495C1 RU2260495C1 RU2004105783/02A RU2004105783A RU2260495C1 RU 2260495 C1 RU2260495 C1 RU 2260495C1 RU 2004105783/02 A RU2004105783/02 A RU 2004105783/02A RU 2004105783 A RU2004105783 A RU 2004105783A RU 2260495 C1 RU2260495 C1 RU 2260495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- billet
- mold
- workpiece
- hollow
- rolling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству качественной прутковой металлопродукции, например, качественной арматурной стали, причем в условиях непрерывной отливки заготовок и их совмещенной прокатки.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of high-quality bar metal products, for example, high-quality reinforcing steel, and in conditions of continuous casting of blanks and their combined rolling.
Известен способ непрерывной отливки тонкого сляба [1], из которого далее прокаткой получают тонкий лист. Толщина тонкого литого сляба - 50-70 мм, тонкого листа - 0,5-2,0 мм.A known method of continuous casting of a thin slab [1], from which a thin sheet is further rolled. The thickness of the thin cast slab is 50-70 mm, the thin sheet is 0.5-2.0 mm.
Непрерывная отливка тонких слябов имеет ряд преимуществ. Резко снижаются капитальные затраты на сооружение МНЛЗ и на прокатное оборудование. Металл в тонких слябах более качественный, т.к. в основном содержит корковую мелкозернистую структуру. Еще больше качество металла увеличивается, если в металл при его разливке вводятся микродобавки из титана или ванадия [2]. Наличие в металле ванадия превращает вредный для металла азот в легирующую добавку, увеличивающую, вместе с ванадием, прочность металлопродукции. При этом снижается расход дорогостоящего ванадия.Continuous casting of thin slabs has several advantages. The capital expenditures for the construction of a continuous casting machine and rolling equipment are sharply reduced. Metal in thin slabs is of higher quality, because mainly contains a cortical fine-grained structure. The quality of the metal increases even more if microadditives of titanium or vanadium are introduced into the metal during its casting [2]. The presence of vanadium in the metal turns nitrogen, which is harmful to the metal, into a dopant that increases, together with vanadium, the strength of metal products. This reduces the consumption of expensive vanadium.
Недостаток способа заключается в том, что, несмотря на то, что тонкий сляб имеет мелкозернистую структуру, однако для ряда сталей, имеющих большой интервал кристаллизации (более 50°С), в центре по толщине сляба происходит нежелательное образование ликватов. Преимущества отливки тонкого сляба не могут быть реализованы, если на МНЛЗ отливается круглая или квадратная заготовка, т.к. если, например, надо отливать квадратные заготовки 50×50 мм или 70×70 мм, то для таких заготовок на машине надо иметь много ручьев и будут иметь трудности с подачей жидкого металла в кристаллизатор каждого ручья.The disadvantage of this method is that, despite the fact that a thin slab has a fine-grained structure, however, for a number of steels having a large crystallization interval (more than 50 ° C), an undesirable formation of liquids occurs in the center along the thickness of the slab. The advantages of casting a thin slab cannot be realized if a round or square billet is cast on a continuous casting machine, because if, for example, it is necessary to cast square billets of 50 × 50 mm or 70 × 70 mm, then for such billets the machine must have many streams and will have difficulty supplying liquid metal to the mold of each stream.
Известно техническое решение, по которому жидкий металл подается снизу в радиальный кристаллизатор и из него в виде полой заготовки периодически вытягивается вверх [3]. Переместившись по дуге до верхнего положения, полая заготовка обжимается до сплошного сечения и при этом переводится в горизонтальное положение, в котором, при необходимости, может продолжать обжиматься до заданного размера готовой качественной металлопродукции, например, до тонкой листовой продукции или до сортовой продукции, в частности, до заготовок, пригодных для производства арматурной стали.A technical solution is known, according to which liquid metal is fed from below into a radial mold and from it in the form of a hollow billet is periodically pulled up [3]. Having moved along the arc to the upper position, the hollow billet is crimped to a solid section and at the same time it is transferred to a horizontal position, in which, if necessary, it can continue to be crimped to a predetermined size of finished high-quality metal products, for example, to thin sheet products or to high-quality products, in particular to workpieces suitable for the production of reinforcing steel.
Недостатки указанного технического решения заключаются в следующем. Периодическое вытягивание заготовки из кристаллизатора, ее обжатие с одновременной правкой, с целью перевода заготовки в горизонтальное положение, осуществляется в клети с двумя валками, работа которых проходит в тяжелых условиях. Тяжелые условия работы валков возникают вследствие того, что их вращение приходится останавливать в периоды пауз между вытягиваниями заготовки из кристаллизатора. Когда же валки стоят, возможен нежелательный перегрев места контакта валков с заготовкой. На участке от кристаллизатора до клети с валками отсутствует защита от возможного образования окалины, а это может повлиять на качество получаемой продукции. На МНЛЗ применяется радиальный кристаллизатор, изготовлять и эксплуатировать который сложнее, чем кристаллизатор с прямыми стенками.The disadvantages of this technical solution are as follows. Periodic drawing of the workpiece from the mold, its compression with simultaneous straightening, in order to transfer the workpiece to a horizontal position, is carried out in a stand with two rolls, the work of which takes place in difficult conditions. Severe working conditions of the rolls arise due to the fact that their rotation has to be stopped during the periods of pauses between stretching the workpiece from the mold. When the rolls are standing, an undesirable overheating of the contact point of the rolls with the workpiece is possible. In the area from the mold to the stand with rolls, there is no protection against possible formation of scale, and this can affect the quality of the resulting product. At the continuous casting machine, a radial mold is used, which is more difficult to manufacture and operate than a mold with straight walls.
Известен агрегат для производства тонкой катанной полосы [4], в котором жидкий металл рекомендуется подавать снизу не в радиальный, а прямолинейный кристаллизатор и из него полую заготовку периодически вытягивать вверх. Вытягивание заготовки вверх может осуществляться несколько раз, например, два раза, а затем полая заготовка изгибается, проходит по дуге четверть окружности и задается в клеть с двумя валками, которые полую заготовку обжимают до сплошного сечения.A known unit for the production of thin rolled strip [4], in which it is recommended that the liquid metal be fed from below not into a radial but into a straight mold, and from it a hollow billet is periodically pulled upward. Pulling the workpiece up can be carried out several times, for example, twice, and then the hollow workpiece is bent, passes a quarter circle along the arc and is set in a cage with two rolls, which compress the hollow workpiece to a solid section.
Далее сплошная заготовка методом шаговой прокатки в специальном прокатном стане [5] обжимается до заданной толщины толстого листа. Толстый лист может стать товарной продукцией, после резки его на мерные длины. В случае необходимости иметь тонкий товарный лист, толстый лист докатывается до необходимой толщины и сматывается в рулон.Next, a continuous billet by step rolling in a special rolling mill [5] is crimped to a predetermined thickness of a thick sheet. A thick sheet can become a marketable product after cutting it to measured lengths. If it is necessary to have a thin commodity sheet, a thick sheet is rolled to the required thickness and wound into a roll.
При отливке заготовок с периодическим вытягиванием их из кристаллизатора вверх в паузах между вытягиваниями жидкая фаза в отливаемой заготовке, за счет создания давления газа в промежуточном ковше, может подниматься выше кристаллизатора. В данном примере жидкую фазу рекомендуется поднимать в заготовке только в пределах вертикального перемещения заготовки.When casting billets with periodically pulling them from the mold upward in pauses between stretches, the liquid phase in the cast billet, due to the creation of gas pressure in the tundish, can rise above the mold. In this example, it is recommended that the liquid phase be raised in the workpiece only within the vertical movement of the workpiece.
Выше говорилось о производстве на агрегате толстого и тонкого листа. Однако, при необходимости, на агрегате могут производиться и сортовые качественные заготовки небольшого поперечного сечения, например, квадратного 50×50 мм или 70×70 мм. В этом случае полая заготовка заданной ширины в первом случае должна иметь толщину оболочки не менее 25 мм, а во втором - не менее 35 мм. После обжатия боковых граней таких полых заготовок толщина тонкого слябика будет соответственно не менее 50 и 70 мм. Далее тонкий слябик, состоящий из качественной корковой части, на стане шаговой прокатки, например, конструкции Челябинского политехнического института [6], можно будет разделить на указанные сортовые заготовки.It was mentioned above about the production of a thick and thin sheet on the unit. However, if necessary, high-quality billets of a small cross section, for example, a square 50 × 50 mm or 70 × 70 mm, can be produced on the unit. In this case, the hollow billet of a given width in the first case should have a shell thickness of at least 25 mm, and in the second - at least 35 mm. After crimping the side faces of such hollow billets, the thickness of the thin slab will be at least 50 and 70 mm, respectively. Further, a thin slab, consisting of a high-quality cortical part, at the step rolling mill, for example, the design of the Chelyabinsk Polytechnic Institute [6], can be divided into the indicated high-quality blanks.
Недостатки агрегата: а) полая заготовка до начала обжатия имеет изгиб, что для отдельных марок стали нежелательно, т.к. не допускается изгиб литой структуры; б) клеть для перевода полой заготовки в сплошную не выполняет функцию вытягивания заготовки из кристаллизатора, как это имело место в предыдущем примере. Эту работу выполняет имеющийся на агрегате поворотный рычаг, но недостаток, связанный с возможным перегревом отдельных мест на бочке валков, сохраняется; в) стану шаговой прокатки, помимо перемещения на шаг и обратно в процессе прокатки, приходится перемещаться, а затем и возвращаться в исходное положение на величину вытягивания заготовки из кристаллизатора, что несколько усложняет конструкцию специального стана и задалживает большую производственную площадь для его размещения.Disadvantages of the unit: a) the hollow billet has a bend before crimping, which is undesirable for certain grades, since cast structure bending is not allowed; b) the stand for converting a hollow billet into a continuous one does not perform the function of pulling the billet from the mold, as was the case in the previous example. This work is performed by the pivot arm available on the unit, but the disadvantage associated with the possible overheating of certain places on the roll barrel is maintained; c) I’ll start a step rolling, in addition to moving a step and back during the rolling process, I have to move and then return to its original position by the amount of drawing the workpiece from the mold, which somewhat complicates the design of the special mill and lays out a large production area for its placement.
В зарубежной практике очень эффективной оказалась разработка, касающаяся производства на МНЛЗ тонких стальных слябовых заготовок. Тонкая заготовка отливается с улучшенной мелкозернистой структурой. А если сталь, разливаемая на тонкий сляб, будет легирована ванадием и азотом, то качество тонкого листа, получаемого из такого сляба, будет еще выше.In foreign practice, the development related to the production of thin steel slab billets at the continuous casting machine was very effective. A thin workpiece is cast with an improved fine-grained structure. And if the steel cast on a thin slab is alloyed with vanadium and nitrogen, then the quality of the thin sheet obtained from such a slab will be even higher.
Предлагаемое техническое решение позволяет иметь такой же положительный эффект в отношении повышения качества как в отливаемых заготовках, так и получаемой из этих заготовок прутковой металлопродукции. Указанный эффект еще более усиливается, т.к. формируется в кристаллизаторе практически трехслойная заготовка с мелкозернистой структурой. Это главная особенность предлагаемого способа.The proposed technical solution allows you to have the same positive effect in terms of improving quality both in the cast billets and the bar metal products obtained from these billets. The indicated effect is further enhanced, since an almost three-layer preform with a fine-grained structure is formed in the mold. This is the main feature of the proposed method.
Технический положительный результат от предлагаемого способа заключается также в том, что по-новому организуется разливка легированного металла в заготовки и их совмещенная деформационная обработка. При такой организации капитальные затраты на технологическое оборудование снижаются не менее чем на 20%, по сравнению с тем, если разливка сортовых заготовок на МНЛЗ и их совмещенная прокатка организуются общеизвестными методами. Расходы сокращаются из-за того, что не требуется сооружения специальных печей для подогрева заготовок, многоклетьевого прокатного стана и длинного пролета производственной площади.The technical positive result of the proposed method also lies in the fact that casting of alloyed metal into billets and their combined deformation processing are organized in a new way. With such an organization, the capital cost of technological equipment is reduced by at least 20%, compared with the fact that the casting of high-quality billets at the continuous casting machine and their combined rolling are organized by well-known methods. Costs are reduced due to the fact that the construction of special furnaces for heating billets, a multi-stand rolling mill and a long span of the production area is not required.
Известен принимаемый за прототип способ непрерывной разливки и совмещенной прокатки заготовок [7], включающий отливку полой заготовки на МНЛЗ с периодической выдачей ее из кристаллизатора вверх на шаг вытягивания после того, как в заготовке сформируют слой затвердевшего металла с добавками, из нее удалят затвердевшую жидкую фазу, выравнят давление газа в полой отливаемой заготовке за счет ввода газовой фазы, перевод отливаемой заготовки из вертикального положения в горизонтальное с образованием петли в теплоизолированной камере и в условиях безокислительной атмосферы, обжатие полой заготовки до сплошного сечения, последующую деформацию до заданного размера готовой продукции.A known prototype method for continuous casting and combined rolling of billets [7], including casting a hollow billet in a continuous casting machine with periodic delivery of it from the mold up to the drawing step after a layer of hardened metal with additives is formed in the billet, the hardened liquid phase is removed from it , equalize the gas pressure in the hollow cast billet by entering the gas phase, transferring the cast billet from vertical to horizontal with a loop in the heat-insulated chamber and in the oviyah non-oxidizing atmosphere, crimping the hollow billet to a solid section, the subsequent deformation to a predetermined size of the finished product.
Недостатки способа заключаются в следующем. Полая петля образуется из литого металла и если пластичность такого металла будет недостаточной, то возможно появление на заготовке трещин, которые при последующем обжатии заготовки до сплошного сечения и до размера готовой продукции могут послужить причиной брака. Заготовка может формироваться и вытягиваться из кристаллизатора только при условии, что жидкая фаза в отливаемой заготовке будет подниматься выше кристаллизатора и внутри отливаемой заготовки будет формироваться второй слой достаточной прочности. Этот слой должен выдержать усилие вытягивания заготовки из кристаллизатора, которое при наличии в кристаллизаторе прямых вертикальных стенок может быть значительным. Подъем жидкой фазы в отливаемой заготовке выше кристаллизатора, да еще в условиях, когда газовая фаза внутри заготовки сжимается, требует обязательной герметизации промежуточного ковша и его работы в условиях значительного давления газа над мениском металла в промежуточном ковше.The disadvantages of the method are as follows. A hollow loop is formed from cast metal and if the plasticity of such a metal is insufficient, then cracks may appear on the workpiece, which, upon subsequent compression of the workpiece to a solid section and to the size of the finished product, can cause rejection. The workpiece can be formed and pulled out of the mold only if the liquid phase in the cast billet rises above the mold and a second layer of sufficient strength is formed inside the cast billet. This layer must withstand the pulling force of the workpiece from the mold, which, if there are straight vertical walls in the mold, can be significant. The rise of the liquid phase in the cast billet above the mold, and even under conditions when the gas phase inside the billet is compressed, requires mandatory sealing of the intermediate ladle and its operation under conditions of significant gas pressure above the meniscus of the metal in the intermediate ladle.
Цель предлагаемого способа - устранить отмеченные недостатки, указанные в аналогах и в прототипе. Достижение цели обеспечивается тем, что периодически вытягивают из кристаллизатора часть заготовки конической формы, причем шаг вытягивания принимают равным не более половины длины кристаллизатора, при выравнивании давления газа в полой отливаемой заготовке в качестве газовой фазы вводят безокислительной газ, в кристаллизатор и в отливаемую заготовку, после ее вытягивания, жидкий металл подают с легирующей добавкой и на высоту, равную двум шагам вытягивания, обжатие полой заготовки до сплошного сечения осуществляют до образования петли, причем ей обеспечивают заданную вытяжку, последующую деформацию заготовки до заданного размера готовой продукции осуществляют как в период вытягивания заготовки из кристаллизатора, так и в период паузы между вытягиваниями, причем деформируют заготовку, длина которой соответствует шагу вытягивания и вытяжке при обжатии полой заготовки.The purpose of the proposed method is to eliminate the noted disadvantages indicated in the analogues and in the prototype. Achieving the goal is ensured by periodically pulling out part of the preform of the preform from the mold, and the drawing step being taken equal to not more than half the length of the mold, when equalizing the gas pressure in the hollow molded preform, an oxidizing gas is introduced as the gas phase, into the mold and into the cast preform, after stretching it, the liquid metal is fed with a dopant and to a height equal to two drawing steps, compression of the hollow billet to a solid cross section is carried out until Whether, and it provides a predetermined hood, deformation of the preform subsequent to a predetermined size as the finished product is performed during the drawing of the preform mold, and in the pause between stretching, the deformed workpiece whose length corresponds to step drawing and drawn at a reduction of the hollow shell.
В способе последующую деформацию заготовки рекомендуется осуществлять методом шаговой прокатки, при этом перед прокаткой заготовки в валках ее рекомендуется подогревать индукционным током и за каждый шаг обжимать до конечного размера готовой продукции.In the method, the subsequent deformation of the workpiece is recommended to be carried out by the method of step rolling, while before rolling the workpiece in the rolls, it is recommended to heat it with induction current and compress it to the final size of the finished product for each step.
После обжатия заготовки до конечного размера ей на длине вытяжки от каждого шага прокатки обеспечивают получение специального профиля, причем до получения специального профиля продукт конечного размера подогревают индукционным током.After crimping the billet to a final size, it provides a special profile on the length of the drawing from each rolling step, and until a special profile is obtained, the final-sized product is heated by induction current.
При получении специального профиля в качества товарного продукта рекомендуется производить арматурную сталь.Upon receipt of a special profile as a commercial product, it is recommended to produce reinforcing steel.
В качестве газовой фазы рекомендуется вводить азот.It is recommended to introduce nitrogen as the gas phase.
Жидкий металл рекомендуется подавать с легирующей добавкой, представляющей собой ванадий.Liquid metal is recommended to be served with a dopant, which is vanadium.
Жидкий металл рекомендуется также подавать с легирующей добавкой, представляющей собой азотированный марганец.Liquid metal is also recommended with a dopant, which is nitrided manganese.
Рекомендация вытягивать из кристаллизатора часть заготовки конической формы, причем на шаг вытягивания, равный не более половины длины кристаллизатора, позволяет иметь следующее.The recommendation is to draw from the mold part of the preform of a conical shape, and by a pulling step equal to not more than half the length of the mold, it is possible to have the following.
Во-первых, устранять усилие, которое имеет место, если кристаллизатор не конической формы, т.к., как только заготовка получит движение, исчезнет контакт ее со стенками кристаллизатора.Firstly, to eliminate the force that takes place if the mold is not conical in shape, because as soon as the workpiece receives motion, its contact with the walls of the mold will disappear.
Во-вторых, в образующийся зазор становится возможным ввести газовую фазу, которую рекомендуется иметь не содержащей кислорода. Это позволяет на вытянутой части заготовки избежать окисления, как внешней поверхности, так и внутренней поверхности полой заготовки, если газ попадет внутрь заготовки при выравнивании давления в газовой фазе.Secondly, it becomes possible to introduce a gas phase into the gap formed, which is recommended to be free of oxygen. This allows on the elongated part of the preform to avoid oxidation of both the outer surface and the inner surface of the hollow preform if gas enters the preform when pressure is equalized in the gas phase.
При очередном перемещении заготовки вверх на шаг менее длины кристаллизатора, сформированная в нижней половине кристаллизатора часть оболочки заготовки не покинет кристаллизатор и разместится в верхней половине кристаллизатора, имея зазор между оболочкой и стенкой кристаллизатора, равный (Д - d) / 4, где Д - внутренний диаметр верха кристаллизатора; d - внутренний диаметр низа кристаллизатора. Указанный зазор будет иметь место при вытягивании заготовки на шаг, равный половине длины кристаллизатора.The next time the workpiece is moved up a step shorter than the length of the mold, the part of the blank shell formed in the lower half of the mold will not leave the mold and will be placed in the upper half of the mold with a gap between the shell and the mold wall equal to (D - d) / 4, where D is the inner diameter of the mold top; d is the inner diameter of the bottom of the mold. The specified gap will occur when pulling the workpiece by a step equal to half the length of the mold.
В период подачи в кристаллизатор очередной порции металла на высоту двух шагов вытягивания указанный зазор заполнится металлом и быстро затвердеет, причем отбор тепла от металла, заполнившего зазор, будет происходить как через стенку кристаллизатора, так и за счет передачи его в оболочку заготовки, которая только что была сформирована в нижней половине кристаллизатора и после слива металла успела снизить температуру.During the supply of the next portion of metal to the mold to a height of two steps of drawing, the specified gap will fill with metal and quickly harden, moreover, the heat from the metal filling the gap will take place both through the mold wall and by transferring it to the blank shell, which has just was formed in the lower half of the mold and after draining the metal managed to lower the temperature.
Поскольку не допускается окисление поверхности сформированной нижней части заготовки, произойдет надежное соединение этой части с введенным в зазор и затвердевшим металлом.Since oxidation of the surface of the formed lower part of the workpiece is not allowed, a reliable connection of this part to the hardened metal introduced into the gap will occur.
Подаваемый в кристаллизатор на высоту двух шагов вытягивания жидкий металл затвердеет не только в зазоре, но и будет затвердевать на внутренней части затвердевшей оболочки. Толщина внутреннего слоя на оболочке будет порядка 2-4 мм.The liquid metal supplied to the mold to a height of two drawing steps hardens not only in the gap, but also hardens on the inside of the hardened shell. The thickness of the inner layer on the shell will be about 2-4 mm.
Таким образом, после слива жидкого металла из заготовки перед ее вытягиванием из кристаллизатора, сформированная и подготовленная к вытягиванию заготовка будет иметь три качественных слоя металла с мелкозернистой структурой, поскольку затвердевание слоев происходило с высокой скоростью. К моменту вытягивания прочность трехслойной затвердевшей оболочки полой заготовки будет вполне достаточной, чтобы преодолеть усилие, которое будет иметь место в оболочке в момент ее отделения от стенки кристаллизатора.Thus, after the liquid metal is drained from the billet before it is pulled out of the mold, the billet formed and prepared for stretching will have three high-quality metal layers with a fine-grained structure, since the layers solidified at a high speed. By the time of drawing, the strength of the three-layer hardened shell of the hollow billet will be sufficient to overcome the force that will occur in the shell at the time of its separation from the mold wall.
Рекомендация подавать в кристаллизатор жидкий металл с легирующей добавкой, например, с добавкой ванадия, да еще в условиях, когда в зазор и внутрь отливаемой заготовки вводится газовая фаза в виде азота, позволяет получать металлопродукцию высокой прочности по предлагаемому способу не только из-за упрочнения, связанного с измельчением структуры, но и из-за того, что имеет место дисперсионное упрочнение. В источнике информации [2] сказано: "В сталях с V+N дисперсионное упрочнение составляет более 32% всей величины предела текучести. Упрочнение в результате измельчения зерна примерно того же порядка и составляет 34% предела текучести". Из приведенных сведений можно сделать вывод, что использование при отливке полой заготовки в качестве газовой фазы азота не будет вредным, т.к. при наличии в металле ванадия азот превращается в легирующий элемент. Однако из азотной газовой фазы азота в металл может оказаться недостаточно. В связи с этим в металл, в качестве легирующей добавки, рекомендуется вводить азотированный марганец, причем азота в азотированном марганце должно быть столько, сколько его потребуется для соединения с ванадием. Вводить азот вместе с марганцем выгодно еще и потому, что многие качественные прутковые марки стали, особенно арматурные, в своем составе имеют марганец. Металлический марганец хорошо азотируется. Его содержание в марганце может быть до 12%.The recommendation to apply liquid metal with a dopant, for example, with vanadium, to the mold, and even under conditions when a gas phase in the form of nitrogen is introduced into the gap and inside the cast billet, it is possible to obtain high-strength metal products by the proposed method not only because of hardening, associated with the refinement of the structure, but also because dispersion hardening takes place. The source of information [2] says: "In steels with V + N, dispersion hardening accounts for more than 32% of the total yield strength. Hardening due to grain refinement is of approximately the same order and accounts for 34% of the yield strength." From the above information, we can conclude that the use of nitrogen during the casting of a hollow billet as a gas phase will not be harmful, because in the presence of vanadium in the metal, nitrogen turns into an alloying element. However, from the nitrogen gas phase, nitrogen to the metal may not be enough. In this regard, it is recommended to introduce nitrated manganese into the metal, as an alloying agent, and the nitrogen in nitrided manganese should be as much as it needs to be combined with vanadium. Adding nitrogen along with manganese is also beneficial because many high-quality bar steel grades, especially reinforcing ones, have manganese in their composition. Metallic manganese is well nitrided. Its content in manganese can be up to 12%.
Обжимать полую отливаемую заготовку до сплошного сечения рекомендуется на устройстве радиального обжатия на линии ее вертикального перемещения. Образование петли будет тогда происходить не из литого, а из деформированного металла, способного изгибаться и выпрямляться без образования трещин при переходе заготовки на горизонтальную линию. Рекомендуется также при обжатии иметь заданную вытяжку. Это позволит снизить нагрузку на технологическое оборудование горизонтальной линии производства качественной прутковой продукции.It is recommended to compress a hollow cast billet to a continuous cross-section on a radial crimping device on the line of its vertical movement. The formation of a loop will then occur not from cast, but from a deformed metal that can bend and straighten without cracking when the workpiece moves to a horizontal line. It is also recommended to have a set hood when crimping. This will reduce the load on the processing equipment of a horizontal line for the production of high-quality bar products.
Размещение петли обжатой заготовки в теплоизолированной камере, в которой может быть создана безокислительная атмосфера, позволяет сохранить в заготовке тепло, предохранить поверхность заготовки от образования окалины и перейти от периодического перемещения заготовки к перемещению с постоянной скоростью.Placing a loop of a compressed workpiece in a thermally insulated chamber in which a non-oxidizing atmosphere can be created allows you to save heat in the workpiece, protect the surface of the workpiece from scale formation and move from periodic movement of the workpiece to moving at a constant speed.
Вытягивание заготовки из камеры и перемещение ее с постоянной скоростью как в период вытягивания заготовки из кристаллизатора, так и период пауз между вытягиваниями может осуществляться с помощью установленной за камерой двухвалковой тянущей клети, которая, при необходимости, может обеспечить некоторое обжатие заготовки и служить задающей клетью для стана шаговой прокатки.Pulling the workpiece from the chamber and moving it at a constant speed both during the period of pulling the workpiece from the mold and the pause period between the draws can be carried out using a two-roll pulling stand installed behind the camera, which, if necessary, can provide some compression of the workpiece and serve as a reference stand for rolling mill.
Рекомендация осуществлять последующую деформацию заготовки на стане шаговой прокатки объясняется тем, что скорость движения заготовки сравнительно низкая и это затрудняет применение необходимого многоклетьевого прокатного стана в условиях, когда нежелательна резка прутка до окончания процесса деформационной обработки.The recommendation to carry out subsequent deformation of the workpiece on the step rolling mill is explained by the fact that the speed of the workpiece is relatively low and this complicates the use of the required multi-strand rolling mill in conditions where the cutting of the bar is undesirable before the end of the deformation processing.
Для данного способа рекомендуется применение специального прокатного стана для прокатки круглой непрерывной заготовки [8], который может обеспечить шаговую прокатку при последующей деформации заготовки до размера готовой продукции. Указанный стан может работать при малых скоростях движения прокатываемой заготовки. Он снабжен двумя цилиндрическими линейными индукторами, назначение которых перемещать подвижную прокатную клеть, когда ее прокатные валки не находятся в сцеплении с прокатываемой заготовкой, подогревать заготовку индукционным током перед подачей ее в прокатные валки, помогать прокатывать заготовку и подогревать индукционным током прокатанный пруток, что может быть необходимым, если далее из прутка надо будет получить соответствующий заказу профиль металлопродукции, например, гостовский профиль арматуры.For this method, it is recommended to use a special rolling mill for rolling a round continuous billet [8], which can provide step rolling during subsequent deformation of the billet to the size of the finished product. The specified mill can operate at low speeds of the rolled stock. It is equipped with two cylindrical linear inductors, the purpose of which is to move the rolling mill stand when its rolling rolls are not in engagement with the rolled stock, heat the workpiece with induction current before feeding it into the rolling rolls, help roll the workpiece and heat up the rolled bar, which can be necessary if further from the bar it will be necessary to obtain a metal product profile corresponding to the order, for example, Gost's rebar profile.
Профильные валки специального прокатного стана приводятся во вращение гидромоторами, которые размещены у каждого торца валков.Profile rolls of a special rolling mill are driven by hydraulic motors, which are located at each end of the rolls.
На фиг.1-5 дана схема формирования в кристаллизаторе 1 конической формы трехслойной полой заготовки.Figure 1-5 shows a diagram of the formation in the
На фиг.1 показан вид сформированной оболочки 2 после того, как из кристаллизатора 1 удален жидкий металл. Здесь же показаны элементы 3,4 и 5, с помощью которых и башмаков 6 привода вертикального перемещения оболочка 2 может перемещаться вверх на шаг вытягивания.Figure 1 shows a view of the formed
На фиг.2 дан вид оболочки после ее перемещения на шаг вытягивания.Figure 2 is a view of the shell after moving it to the pulling step.
Далее элемент 5 закрепляется в специальном фиксаторе, башмаки 6 (после раздвижки) перемещаются вниз на шаг вытягивания и прижимаются к вытянутой из кристаллизатора части оболочки, перекрывая, при этом, зазор между оболочкой 2 и верхней частью кристаллизатора 1. После чего элементы 4 и 5 отсоединяются от элемента 3. Элемент 3 остается соединенным с оболочкой 2.Next, the element 5 is fixed in a special lock, the shoes 6 (after sliding) are moved down by the pulling step and pressed against the part of the shell extended from the mold, overlapping, at the same time, the gap between the
На фиг.3 дан вид первой сформированной трехслойной части заготовки в верхней половине кристаллизатора и первого слоя заготовки в нижней половине кристаллизатора перед тем, как из заготовки надо будет удалить жидкий металл 7.Figure 3 is a view of the first formed three-layer part of the workpiece in the upper half of the mold and the first layer of the workpiece in the lower half of the mold before
На фиг.4 дан вид отливаемой заготовки 8 после нескольких ее вытягиваний из кристаллизатора после того, как из заготовки полностью удален жидкий металл и она готова к следующему перемещению вверх на шаг не более половины высоты кристаллизатора.Figure 4 is a view of the
На фиг.5 показан момент заполнения кристаллизатора жидким металлом 7 на высоту не более двух шагов вытягивания. На этой же фигуре показан элемент 9 системы подвода и отвода безокислительного газа (через башмаки 6) в кристаллизатор 1 и далее в отливаемую заготовку 8. Через элемент 9 газ из зазора 10 между отлитой нижней частью заготовки и верхней половиной кристаллизатора может удаляться при заполнении этого зазора жидким металлом.Figure 5 shows the moment of filling the mold with
Реализацию предлагаемого способа покажем на следующем примере.The implementation of the proposed method will show the following example.
Качественная прутковая металлопродукция производится из железа, легированного ванадием, титаном и азотом. Такое железо может быть получено из ильменитового концентрата по разработанной на фирме «ДАТА-ЦЕНТР» технологии и на плавильном агрегате, защищенном патентом РФ №2207476 [9]. Фирма «ДАТА-ЦЕНТР» владелец патента.High-quality rod metal products are made from iron alloyed with vanadium, titanium and nitrogen. Such iron can be obtained from ilmenite concentrate according to the technology developed by DATA-CENTER and on a melting unit protected by RF patent No. 2207476 [9]. The company "DATA CENTER" patent holder.
По технологии предусматривается получение высокотитаносодержащего ферротитана и железа с добавками ванадия и титана. Азот в такое железо может вводиться в период его выплавки и частично на этапе разливки железа в заготовки, из которых далее производится качественная прутковая металлопродукция.The technology provides for the production of high-titanium-containing ferrotitanium and iron with the addition of vanadium and titanium. Nitrogen in such iron can be introduced during its smelting and partly at the stage of casting iron into billets, from which high-quality bar metal products are further produced.
Принимаем следующие условия реализации способа.We accept the following conditions for the implementation of the method.
Полая заготовка начинает формироваться в кристаллизаторе длиной 1200 мм с конической рабочей поверхностью, диаметр которой изменяется от 100 мм до 140 мм. Из кристаллизатора заготовка периодически перемещается вверх. Жидкий металл в кристаллизатор подается снизу на два шага вытягивания. Шаг вытягивания заготовки из кристаллизатора принимаем 600 мм, что не более половины длины кристаллизатора.A hollow billet begins to form in a mold 1200 mm long with a conical working surface, the diameter of which varies from 100 mm to 140 mm. From the mold, the workpiece periodically moves up. Liquid metal is supplied to the crystallizer from below in two pulling steps. The step of pulling the workpiece from the mold is taken 600 mm, which is not more than half the length of the mold.
После подачи жидкого металла в кристаллизатор в нижней части кристаллизатора сформируется первый затвердевший слой, например, толщиной 10 мм примерно за 8 с. В верхней части кристаллизатора ранее сформированный в нижней части слой с внешней стороны намораживается до 10 мм и с внутренней стороны этот слой будет увеличен примерно на 3-5 мм. Общая толщина стенки полой заготовки, после удаления из заготовки жидкого металла, в верхней части кристаллизатора в среднем составит порядка 23-25 мм.After the liquid metal is fed into the mold, the first solidified layer is formed in the lower part of the mold, for example, 10 mm thick in about 8 s. In the upper part of the mold, the layer previously formed in the lower part is frozen from the outside to 10 mm and from the inside this layer will be increased by about 3-5 mm. The total wall thickness of the hollow billet, after removing liquid metal from the billet, in the upper part of the mold on average will be about 23-25 mm.
Цикл между периодическими вытягиваниями заготовки из кристаллизатора составит порядка 20 с. Он включает: подачу жидкого металла в кристаллизатор на высоту двух шагов вытягивания (примерно 4 с); формирование очередных слоев металла в верхней и нижней частях кристаллизатора (примерно 8 с); удаление жидкого металла из заготовки (примерно 3 с); вытягивание полой заготовки из кристаллизатора на шаг вытягивания, при которой полая заготовка деформируется в сплошную за счет ее радиального обжатия в специальном устройстве (примерно 5 с).The cycle between periodic stretching of the billet from the mold will be about 20 s. It includes: feeding liquid metal into the mold to a height of two drawing steps (approximately 4 s); the formation of the next layers of metal in the upper and lower parts of the mold (approximately 8 s); removal of liquid metal from the workpiece (approximately 3 s); pulling the hollow billet from the mold onto the pulling step, in which the hollow billet is deformed into a continuous one due to its radial compression in a special device (about 5 s).
За минуту будет отлито 1,8 м полой заготовки, масса которой составит порядка 100 кГ.1.8 m of a hollow billet will be cast per minute, the mass of which will be about 100 kg.
При радиальном обжатии до сплошного сечения полой заготовки имеет место и вытяжка. Она зависит от разницы площади сечения полой заготовки и площади сечения полученной сплошной заготовки, которая образует петлю и которая далее дожимается на специальном стане шаговой прокатки до размера готовой продукции.During radial compression to a continuous section of the hollow billet, an exhaust hood also takes place. It depends on the difference in the cross-sectional area of the hollow billet and the cross-sectional area of the obtained continuous billet, which forms a loop and which is then compressed on a special step rolling mill to the size of the finished product.
Площадь сечения полой заготовки составляет 72 см2. После обжатия диаметр заготовки определим в 6 см. Длина обжатой заготовки при этом увеличится на 90 см и составит 1,5 м.The cross-sectional area of the hollow billet is 72 cm 2 . After crimping, the diameter of the workpiece is determined to be 6 cm. The length of the compressed workpiece will increase by 90 cm to 1.5 m.
При последующей деформации заготовки на специальном прокатном стане за 20 с следует обжать 1,5 м заготовки до размера готовой продукции. Если диаметр готового прутка, например, надо будет иметь 25 мм, то его длина от каждого шага вытягивания заготовки из кристаллизатора будет 8,64 м, а если диаметр прутка будет 20 мм, то его длина будет 13,5 м.During subsequent deformation of the workpiece on a special rolling mill, it is necessary to compress 1.5 m of the workpiece to the size of the finished product in 20 s. If the diameter of the finished bar, for example, needs to be 25 mm, then its length from each step of drawing the workpiece from the mold will be 8.64 m, and if the diameter of the bar is 20 mm, then its length will be 13.5 m.
Если принять время работы агрегата по отливке заготовок порядка 75% от календарного времени, то годовая производительность агрегата составит около 40 тыс. тонн в год, что вполне приемлемо для мини-металлургического предприятия, на котором будет производиться металлопродукция из ильменитового концентрата.If we take the operating time of the unit for casting billets of about 75% of the calendar time, then the annual capacity of the unit will be about 40 thousand tons per year, which is quite acceptable for a mini-metallurgical enterprise, which will produce metal products from ilmenite concentrate.
Следует иметь в виду, что из ильменитового концентрата одновременно с получением железа по разработанному способу может производиться высокотитаносодержащий ферротитан. Если, например, перерабатывать ильменитовый концентрат Медведевского месторождения [10], то из каждой тонны такого концентрата можно получить прядка 360 кГ железа и 250 кГ титана. Если для ферротитана оставить порядка 60 кГ железа, то фактически из каждой тонны ильменитового концентрата может быть получено 300 кГ железа и 310 кГ ферротитана, в котором титана будет примерно 80%.It should be borne in mind that high-titanium-containing ferrotitanium can be produced from ilmenite concentrate simultaneously with the production of iron according to the developed method. If, for example, the ilmenite concentrate of the Medvedevsky deposit is processed [10], then from each ton of such concentrate it is possible to obtain a lock of 360 kg iron and 250 kg titanium. If about 60 kg of iron is left for ferrotitanium, then, in fact, from each ton of ilmenite concentrate, 300 kg of iron and 310 kg of ferrotitanium can be obtained, in which titanium will be approximately 80%.
Для производства 40000 т железа надо будет переработать примерно 130000 т ильменитового концентрата. При этом будет получено более 40000 тонн ферротитана и примерно 90000 т плавленого клинкера, пригодного для производства высокоглиноземистого цемента. Для получения указанного количества продуктов потребуется израсходовать примерно 44000 т алюминия, (Оксиды металлов в ильмените по разработанной технологии восстанавливаются алюминием).For the production of 40,000 tons of iron, approximately 130,000 tons of ilmenite concentrate will need to be processed. This will produce more than 40,000 tons of ferrotitanium and about 90,000 tons of fused clinker, suitable for the production of high alumina cement. To obtain the indicated quantity of products, approximately 44,000 tons of aluminum will be required, (The metal oxides in ilmenite are reduced by aluminum using the developed technology).
Если подсчитать стоимость полученных продуктов (ферротитана и прутковой металлопродукции) и стоимость затраченных алюминия и концентрата ильменита, то разница получится порядка 50 млн. долл. Прибыль из этой суммы может быть порядка 30 млн. долл. При сбыте получаемого плавильного клинкера эта прибыль может значительно увеличится.If we calculate the cost of the products obtained (ferrotitanium and bar metal products) and the cost of spent aluminum and ilmenite concentrate, the difference will be about $ 50 million. Profit from this amount can be about $ 30 million. When selling the resulting smelter clinker, this profit can increase significantly .
По примерному расчету окупаемость предприятия, на котором будут реализованы предлагаемый способ и способ переработки ильменитового концентрата на железо и ферротитан, составит порядка 2-х лет.According to an approximate calculation, the payback of the enterprise at which the proposed method and method for processing ilmenite concentrate into iron and ferrotitanium will be implemented will be about 2 years.
Источники информацииSources of information
1. Гальжин В., Кисилев Ю. Технология XXI века. Перспективы роста. Ж. «Национальная металлургия», №1, 2003. С. 77-79, рис. 10 на стр. 84.1. Galzhin V., Kisilev Yu. Technology of the XXI century. Growth prospects. J. "National Metallurgy", No. 1, 2003. S. 77-79, fig. 10 on page 84.
2. Кончинский М. Новые стали для новых станов. Труды международной конференции «300 лет Уральской металлургии», 2001, с. 173-175.2. Konchinsky M. New steels for new mills. Proceedings of the international conference "300 years of the Ural metallurgy", 2001, p. 173-175.
3. Патент США №4.073.333. Способ непрерывной разливки металлов. / Коршунов Е.А., Баимов Н.И., Петров И.Н., Коновалов Г.Ф., Аршанский М.И., Шмидт П.Г., Костров В.П., Ефремов Р.Е./1978.3. US patent No. 4.073.333. The method of continuous casting of metals. / Korshunov E.A., Baimov N.I., Petrov I.N., Konovalov G.F., Arshansky M.I., Schmidt P.G., Kostrov V.P., Efremov R.E. / 1978 .
4. Авторское свидетельство СССР №1193867. Агрегат для производства тонкой катанной полосы. / Коршунов Е.А., Байдов В.В. / Заявитель УПИ, 1984.4. Copyright certificate of the USSR No. 1193867. The unit for the production of thin rolled strip. / Korshunov E.A., Baidov V.V. Applicant UPI, 1984.
5. Авторское свидетельство СССР №588697. Стан для прокатки непрерывного слитка. / Коршунов Е.А. / М. Кл2. В 21 В 13/18. 1975. Заявитель УПИ. По авторскому свидетельству выданы патенты США №4059001 от 1978; ФРГ №2641527 от 1977; Японии №1187280 от 1984 и др.5. Copyright certificate of the USSR No. 588697. Continuous ingot rolling mill. / Korshunov E.A. / M. Cl 2 . 21 V 13/18. 1975. Applicant UPI. US Patent No. 4059001 of 1978; Germany No. 2641527 from 1977; Japan No. 1187280 from 1984 and others.
6. Информация в./о. Лицензинторг «Стан шаговой прокатки металлических заготовок и стан для его осуществления.», г. Москва, стр. 9, 1982.6. Information v / o. Licensintorg “Mill for step rolling of metal billets and mill for its implementation.”, Moscow, p. 9, 1982.
7. Авторское свидетельство СССР №1297330. Способ непрерывной отливки и совмещенной прокатки заготовок. / Коршунов Е.А., Байдов В.В., Лисиенко В.Г. / 4В220 11/00,1984, Заявитель УПИ.7. Copyright certificate of the USSR No. 1297330. The method of continuous casting and combined rolling of billets. / Korshunov E.A., Baidov V.V., Lisienko V.G. / 4B220 11 / 00.1984, Applicant UPI.
8. Авторское свидетельство СССР №592048. Стан для прокатки круглого непрерывного слитка. / Коршунов Е.А. / М. Кл2. В 21 В 13/18. 1975. Заявитель УПИ. По авторскому свидетельству выданы патенты США №4044584 от 1977; ФРГ №2642162 от 1977; Японии №1154301 от 1983 и др.8. Copyright certificate of the USSR No. 592048. Mill for rolling a round continuous ingot. / Korshunov E.A. / M. Cl 2 . 21 V 13/18. 1975. Applicant UPI. U.S. Patent No 4044584 of 1977; Germany No. 2642162 from 1977; Japan No. 1154301 from 1983 and others.
9. Патент РФ №2107476. Плавильный агрегат. / Коршунов Е.А., Сарапулов Ф.Н., Буркин С.П., Тарасов А.Г., Арагилян О.А., Третьяков B.C. /Бюлл. №8, от 27.06.2003.9. RF patent No. 2107476. The melting unit. / Korshunov E.A., Sarapulov F.N., Burkin S.P., Tarasov A.G., Aragilyan O.A., Tretyakov B.C. / Bull. No. 8, dated June 27, 2003.
10. Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин С.В., Шумаков Н.С. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. М. «Металлургия», 1997. С. 159, табл. 33.10. Leontyev L.I., Vatolin N.A., Shavrin S.V., Shumakov N.S. Pyrometallurgical processing of complex ores. M. "Metallurgy", 1997. S. 159, tab. 33.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004105783/02A RU2260495C1 (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Method for making high quality metallic rod products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004105783/02A RU2260495C1 (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Method for making high quality metallic rod products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004105783A RU2004105783A (en) | 2005-08-10 |
| RU2260495C1 true RU2260495C1 (en) | 2005-09-20 |
Family
ID=35844655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004105783/02A RU2260495C1 (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Method for making high quality metallic rod products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2260495C1 (en) |
-
2004
- 2004-02-27 RU RU2004105783/02A patent/RU2260495C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004105783A (en) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100326560B1 (en) | Continuous casting method of steel and continuous casting and rolling method | |
| WO2002083341A1 (en) | Magnesium alloy material and method of manufacturing the alloy material | |
| US4073333A (en) | Method of continuous casting of ingots | |
| RU2461442C1 (en) | Device and method for metal casting and rolling | |
| CN103276286B (en) | Production method of X80 pipeline steel strip with thickness of 6-10 mm | |
| US4962808A (en) | Method of producing a steel strip having a thickness of less than 10 mm | |
| US5293927A (en) | Method and apparatus for making strips, bars and wire rods | |
| CN100336617C (en) | Method for using hot-rolled steel plate to produce and steel cylinder by using continuously casting and rolling thin steel blanket | |
| RU2620212C1 (en) | Method of manufacturing flange beam and casting and rolling complex for its implementation | |
| EP1940566B1 (en) | Metal strip production process and plant | |
| RU2260495C1 (en) | Method for making high quality metallic rod products | |
| EP0603330A1 (en) | A process and apparatus for the manufacture of billets and blooms from a continuously last steel showing high or excellent quality. | |
| JP7095071B2 (en) | Plants and methods for multimode manufacturing of metal strips and plates | |
| CN1242086C (en) | Manufacturing technique of hot rolled high tensile steel plate in use for cars based on compact type process flow of producing band steel | |
| CN1184118C (en) | Technology for manufacturing plates for container | |
| RU2681232C1 (en) | Method for continuous casting of a varietal billets and unit for its implementation | |
| RU2226138C2 (en) | Billet continuous casting process | |
| JPH0628789B2 (en) | Continuous casting method | |
| CN217798069U (en) | Temperature control casting and rolling device and aluminum strip casting and rolling processing system | |
| CA1325326C (en) | Method of producing a steel strip having a thickness of less than 10 mm | |
| SU1583211A1 (en) | Method of continuous casting of blanks | |
| RU2498878C1 (en) | Method of making profiled iron from scrap metal and device to this end | |
| KR101565517B1 (en) | Casting apparatus | |
| RU2128559C1 (en) | Method for making strip of springy steels and treating it | |
| CN101111323A (en) | Shaped direct chill aluminum ingot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110228 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120327 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130228 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20090828 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140610 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170228 |