RU2191644C1 - Способ производства проката на сортовых и проволочных станах - Google Patents
Способ производства проката на сортовых и проволочных станах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191644C1 RU2191644C1 RU2001119078A RU2001119078A RU2191644C1 RU 2191644 C1 RU2191644 C1 RU 2191644C1 RU 2001119078 A RU2001119078 A RU 2001119078A RU 2001119078 A RU2001119078 A RU 2001119078A RU 2191644 C1 RU2191644 C1 RU 2191644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- deformation
- temperature
- resistance
- rolling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам производства проката из сталей различного химического состава на сортовых и проволочных станах. Задача изобретения - снижение суммарных энергетических затрат на нагрев и прокатку за счет оптимизации температуры нагрева заготовки под прокатку с учетом химического состава стали и деформационно-скоростных параметров. Способ производства проката на сортовых и проволочных станках включает нагрев в печи заготовки различных марок сталей из сортамента стана до температур, обеспечивающих их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали и прокатку заготовки в клетях. Предварительно определяют температуру деформации в каждой клети стана в зависимости от температуры нагрева заготовки для каждой стали из сортамента стана, затем определяют сопротивление деформации для каждого химического состава стали в каждой клети стана. По наибольшему значению сопротивления деформации наиболее прочной марки стали в конкретной клети определяют температуру деформации для сталей остального сортамента стана, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали в этой же клети, а температуру нагрева заготовки для стали каждого конкретного химического состава определяют в зависимости от этой температуры деформации. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат и повышение ресурса прокатного оборудования. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам производства проката из сталей различного химического состава на сортовых и проволочных станах.
Реализация известного способа сопряжена с высокими затратами энергии из-за неоправданного увеличения температуры нагрева слитков из стали с малым сопротивлением деформации, а также отсутствия учета изменения температуры металла по длине стана, изменения деформационно-скоростных параметров прокатки в каждой клети, что приводит к увеличению нагрузок в клетях с минимальной по длине стана температурой и в клетях с высокими степенями обжатия и скоростями деформаций вплоть до выхода оборудования из строя. Кроме того, способ не учитывает при нагреве колебаний химического состава в пределах каждой марки стали, что также приводит к повышению суммарных энергетических затрат на нагрев и прокатку.
Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства проката на обжимных станах, состоящих из блюминга и непрерывно-заготовочного стана, включающий нагрев слитков различных марок сталей сортамента стана в нагревательных колодцах до различных для каждой марки стали температур, соответствующих регламентируемой величине сопротивления деформации в зависимости от марки стали, прокатку слитков на блюминге и непрерывно-заготовочном стане, при этом нагрев слитков каждой марки стали ведут до температуры, обеспечивающей их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали сортамента обжимного стана, при наименьшей ее температуре прокатки по длине непрерывно-заготовочного стана. Температуру нагрева слитков различных марок стали устанавливают исходя из зависимости ТH=(2,87T1-1500oС), где Т1 - температура прокатки различных марок стали, скорректированная по сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали сортамента при наименьшей ее температуре прокатки по длине непрерывно-заготовочного стана (Патент Украины 22516, кл. В 21 В 1/18, опубл. 30.06.98).
Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками прототипа:
1. Нагрев в печи заготовки различных марок сталей из сортамента стана до температур, обеспечивающих их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали.
1. Нагрев в печи заготовки различных марок сталей из сортамента стана до температур, обеспечивающих их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали.
2. Прокатка заготовки в клетях.
Ближайший аналог не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.
В условиях сортовых и проволочных станов деформационно-скоростные параметры процесса прокатки оказывают существенное влияние на истинное сопротивление деформации. Это обусловлено высокими скоростями прокатки, относительно небольшими междеформационными паузами. Способ не учитывает влияние этих параметров, поскольку учитывается наименьшая температура прокатки по длине стана. При этом клеть, где имеет место наиболее высокое сопротивление деформации, определяется неверно, что приводит к увеличению нагрузок в клетях с минимальной по длине стана температурой и может привести к выходу оборудования из строя.
Известный способ предполагает изменение температуры нагрева заготовки в зависимости от различных марок сталей, не учитывая значительных колебаний химического состава в пределах каждой марки. Это приводит к тому, что температура нагрева заготовки под прокатку в пределах каждой марки стали не является оптимальной, что влечет за собой неоправданный перерасход суммарных энергетических затрат на нагрев и прокатку.
Задачей изобретения является разработка способа производства проката на сортовых и проволочных станах, обеспечивающего снижение суммарных энергетических затрат на нагрев и прокатку.
Технический результат изобретения - оптимизация температуры нагрева заготовки под прокатку с учетом химического состава стали и деформационно-скоростных параметров.
Поставленная задача решается тем, что в способе производства проката на сортовых и проволочных станах, включающем нагрев в печи заготовки различных марок сталей из сортамента стана до температур, обеспечивающих их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали и прокатку заготовки в клетях, по изобретению предварительно определяют температуру деформации в каждой клети стана в зависимости от температуры нагрева заготовки для каждой стали из сортамента стана, затем определяют сопротивление деформации для каждого химического состава стали в каждой клети стана исходя из зависимости:
где W, а, b, с - опытные коэффициенты, зависящие от химического состава стали, определяемые из выражений:
W = -0,063 Сэкв 2 +0,1982 Сэкв + 0,8521;
а = -0,0471 Сэкв 2 + 0,0791 Сэкв + 0,1169;
b = -0,0061 Сэкв 2 +0,0629 Сэкв + 0,1463;
с = -0,0106 Сэкв 2+1,2002 Сэкв + 2,4663;
где Сэкв - максимальное значение углеродного эквивалента, определяемого из зависимости:
Сэкв= С+Мn/6 +Si/26 + Cr/5 + Ni/40, где С, Mn, Si, Cr, Ni - содержание химических элементов в стали, вес.%;
σ0 - базисное сопротивление деформации, МПа, определяемое из зависимости σ0 =-69,21 Сэкв 2 + 115,67 Сэкв + 50,97;
ε - относительное обжатие, %;
U - скорость деформации, с-1';
t - температура деформации,oС,
по наибольшему значению сопротивления деформации наиболее прочной марки стали в конкретной клети определяют температуру деформации для сталей остального сортамента стана, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали в этой же клети, а температуру нагрева заготовки для стали каждого конкретного химического состава определяют в зависимости от этой температуры деформации.
где W, а, b, с - опытные коэффициенты, зависящие от химического состава стали, определяемые из выражений:
W = -0,063 Сэкв 2 +0,1982 Сэкв + 0,8521;
а = -0,0471 Сэкв 2 + 0,0791 Сэкв + 0,1169;
b = -0,0061 Сэкв 2 +0,0629 Сэкв + 0,1463;
с = -0,0106 Сэкв 2+1,2002 Сэкв + 2,4663;
где Сэкв - максимальное значение углеродного эквивалента, определяемого из зависимости:
Сэкв= С+Мn/6 +Si/26 + Cr/5 + Ni/40, где С, Mn, Si, Cr, Ni - содержание химических элементов в стали, вес.%;
σ0 - базисное сопротивление деформации, МПа, определяемое из зависимости σ0 =-69,21 Сэкв 2 + 115,67 Сэкв + 50,97;
ε - относительное обжатие, %;
U - скорость деформации, с-1';
t - температура деформации,oС,
по наибольшему значению сопротивления деформации наиболее прочной марки стали в конкретной клети определяют температуру деформации для сталей остального сортамента стана, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали в этой же клети, а температуру нагрева заготовки для стали каждого конкретного химического состава определяют в зависимости от этой температуры деформации.
Реализация предлагаемого способа иллюстрируется графиком изменения температуры деформации по длине стана в зависимости от температуры нагрева заготовки.
Способ осуществляется следующим образом.
Для условий реализации способа на сортовых и проволочных станах предварительно определяют температуру деформации в каждой клети стана в зависимости от температуры нагрева заготовки для всего марочного и профильного сортамента, т. е. получают график изменения температуры деформации по длине стана в зависимости от температуры выдачи металла из печи на прокатку (температура нагрева заготовки), представленный на чертеже, где кривая 1 соответствует максимальной температуре нагрева заготовки для данного конкретного стана, как правило, для наиболее прочной, труднодеформируемой марки стана, кривая 2 соответствует минимально достаточной температуре нагрева заготовки для обеспечения стабильного протекания процесса прокатки из сталей сортамента стана. Кривые 1 и 2 ограничивают область протекания нормального стабильного процесса прокатки. Семейство кривых в пределах этой области позволяет определить температуру деформации в каждой клети или однозначно скоррелировать с температурой нагрева заготовок для конкретной стали сортамента. Зависимость между температурой деформации в каждой клети и температурой нагрева заготовки получают в результате замера температуры раската перед и после прокатки в каждой клети и последующей статистической оценки и обработки полученных экспериментальных данных с помощью математических моделей.
Также предварительно определяют деформационно-скоростные параметры прокатки каждого профилеразмера в каждой клети по известным методикам. К таким параметрам относятся относительное обжатие (ε) в каждой клети и скорость деформации (U) в каждой клети стана. Затем определяют сопротивление деформации конкретного химического состава каждой марки стали в каждой клети при максимальном значении углеродного эквивалента исходя из зависимости:
где W, а, b, с - опытные коэффициенты, зависящие от химического состава стали, определяемые из выражений:
W = -0,063 Сэкв 2 + 0,1982 Сэкв +0,8521;
а = -0,0471 Сэкв 2 + 0,0791 Сэкв + 0,1169;
b = -0,0061 Сэкв 2 + 0,0629 Сэкв + 0,1463;
с = -0,0106 Сэкв 2 + 1,2002 Сэкв + 2,4663,
где Сэкв - максимальное значение углеродного эквивалента, определяемого из зависимости:
Сэкв= C+Mn/6 +Si/26 + Сr/5 + Ni/40, где С, Mn, Si, Cr, Ni - содержание химических элементов в стали, вес.%;
σ0 - базисное сопротивление деформации, МПа, определяемое из зависимости σ0=-69,21 Сэкв 2 + 115,67 Сэкв + 50,97;
ε - относительное обжатие, %;
U - скорость деформации, с-1;
t - температура деформации,oС.
где W, а, b, с - опытные коэффициенты, зависящие от химического состава стали, определяемые из выражений:
W = -0,063 Сэкв 2 + 0,1982 Сэкв +0,8521;
а = -0,0471 Сэкв 2 + 0,0791 Сэкв + 0,1169;
b = -0,0061 Сэкв 2 + 0,0629 Сэкв + 0,1463;
с = -0,0106 Сэкв 2 + 1,2002 Сэкв + 2,4663,
где Сэкв - максимальное значение углеродного эквивалента, определяемого из зависимости:
Сэкв= C+Mn/6 +Si/26 + Сr/5 + Ni/40, где С, Mn, Si, Cr, Ni - содержание химических элементов в стали, вес.%;
σ0 - базисное сопротивление деформации, МПа, определяемое из зависимости σ0=-69,21 Сэкв 2 + 115,67 Сэкв + 50,97;
ε - относительное обжатие, %;
U - скорость деформации, с-1;
t - температура деформации,oС.
Из полученных данных выбирают наибольшее абсолютное значение сопротивления деформации и соответствующий этому значению номер клети. Это наибольшее значение сопротивления деформации получено для наиболее прочной марки стали для данного стана. Для определенного таким образом номера клети определяют для остальных марок сталей сортамента температуру деформации, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали в этой же клети. По найденной температуре деформации конкретного химического состава стали определяют температуру нагрева заготовки под прокатку по ее принадлежности к конкретной кривой графика.
Таким образом процесс прокатки ведут при нагреве заготовки до более низких температур, что обеспечивает снижение расхода топлива, затраты на которое достигают 80% от общих затрат на производство проката.
Пример.
В условиях мелкосортно-проволочного стана 300 осуществляют прокатку заготовки размерами 120х120 мм из углеродистой стали марки 3кп, конструкционной стали марки 45 и шарикоподшипниковой стали марки ШХ15. Химический состав сталей, соответствующий максимальному углеродному эквиваленту, приведен в таблице 1.
Предварительно определяют температуру деформации в каждой клети стана 300 в зависимости от температуры нагрева заготовки (см. график изменения температуры деформации по длине стана в зависимости от температуры нагрева заготовки). Затем определяют деформационно-скоростные параметры согласно принятым на стане режимам деформации, системам калибровки и др. Относительное обжатие (ε) в каждой клети и скорость деформации (U) представлены в таблице 2. Затем определяют сопротивление деформации по предлагаемой зависимости в каждой клети для каждой стали при максимальном значении углеродного эквивалента для этих сталей. Данные результаты приведены в таблице 2.
Из массива полученных данных выбирают наибольшее абсолютное значение сопротивления деформации. Это значение соответствует условиям деформации стали марки ШХ15 в 25-й клети и равно 389,3 МПа. Для 25-й клети определяют температуру деформации для сталей марки 3кп и 45, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации стали марки ШХ15. В 25-й клети эта температура деформации для стали марки 3кп составляет 793oС, для стали марки 45 составляет 890oС и для стали марки ШХ15 составляет 925oС. По найденной температуре деформации определяют температуру нагрева под прокатку для стали марки 3кп, 45 и ШХ15. Как видно из графика, точка (а) для стали 45 принадлежит температурному графику, соответствующему минимальной границе области стабильного протекания процесса прокатки, согласно которому температура деформации, равная 890oС в 25-й клети, обеспечивается температурой нагрева заготовки под прокатку, равной 910oС, а точка (б) для стали 3кп соответствует температуре деформации 793oС в 25-й клети и находится вне области стабильного протекания процесса прокатки, поэтому температуру нагрева заготовки под прокатку для стали марки 3кп принимают равной температуре нагрева для минимально достаточной температуры нагрева для обеспечения стабильного протекания процесса прокатки. Таким образом для стали марки 3кп и 45 температура нагрева заготовки составляет 910oС, что ниже принятых для этих марок сталей для данного стана на 120-150oС, а температура нагрева заготовки из стали марки ШХ15 при максимальном значении углеродного эквивалента составляет 1100oС, а при минимальном значении углеродного эквивалента составляет 1175oС (точка в на кривой 3 графика).
Заготовки под прокатку нагревают в методической печи до температуры 910oС из сталей марки 3кп и 45, а заготовку из стали марки ШХ15 нагревают до температуры 1100oС, после чего осуществляют прокатку в клетях стана по деформационно-скоростным режимам, приведенным в таблице 2.
Снижение температуры нагрева заготовки под прокатку обеспечивает снижение расхода природного газа на 15-20% от общепринятого, угар металла в печи уменьшился на 17,8%. Удельный расход электроэнергии возрос на 10-12%, а суммарное потребление энергии на нагрев и прокатку снизилось на 10%.
Claims (1)
- Способ производства проката на сортовых и проволочных станах, включающий нагрев в печи заготовки различных марок сталей из сортамента стана до температур, обеспечивающих их сопротивление деформации равным сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали, и прокатку заготовки в клетях, отличающийся тем, что предварительно определяют температуру деформации в каждой клети стана в зависимости от температуры нагрева заготовки для каждой стали из сортамента стана, затем определяют сопротивление деформации для каждого химического состава стали в каждой клети стана, исходя из зависимости
где W, a, b, c, - опытные коэффициенты, зависящие от химического состава стали, определяемые из выражений
W = -0,063 Сэкв 2+0,1982 Сэкв+0,8521;
a= -0,0471 Сэкв 2+0,0791 Сэкв+0,1169;
b= -0,0061 Сэкв 2+0,0629 Сэкв+0,1463;
c= -0,0106 Сэкв 2+1,2002 Сэкв+2,4663,
где Сэкв - углеродный эквивалент, определяемый по зависимости
Сэкв=С+Mn/6+Si/26+Cr/5+Ni/40,
где С, Mn, Si, Cr, Ni - содержание химических элементов в стали, вес.%;
σ0 - базисное сопротивление деформации, МПа, определяемое из зависимости
σ0 = -69,21 Сэкв 2+115,67+Сэкв+50,97,
ε - относительное обжатие, %;
U - скорость деформации, с-1;
t - температура деформации, oС,
по наибольшему значению сопротивления деформации наиболее прочной марки стали в конкретной клети определяют температуру деформации для сталей остального сортамента стана, при которой их сопротивление деформации равно наибольшему сопротивлению деформации наиболее прочной марки стали в этой же клетки, а температуру нагрева заготовки для стали каждого конкретного химического состава определяют в зависимости от этой температуры деформации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119078A RU2191644C1 (ru) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Способ производства проката на сортовых и проволочных станах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119078A RU2191644C1 (ru) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Способ производства проката на сортовых и проволочных станах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2191644C1 true RU2191644C1 (ru) | 2002-10-27 |
Family
ID=20251571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001119078A RU2191644C1 (ru) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Способ производства проката на сортовых и проволочных станах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2191644C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113996660A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-02-01 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种大顶管机顶管变形方法 |
-
2001
- 2001-07-11 RU RU2001119078A patent/RU2191644C1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113996660A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-02-01 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种大顶管机顶管变形方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6620262B1 (en) | Method of manufacturing inner and outer races of deep groove ball bearing in continuous annealing furnace | |
| US5141566A (en) | Process for manufacturing corrosion-resistant seamless titanium alloy tubes and pipes | |
| EP1712306B1 (en) | Cold-finished seamless steel pipe | |
| RU2644089C2 (ru) | Термомеханическая обработка высокопрочного немагнитного коррозионно-стойкого материала | |
| CN103341520B (zh) | 一种tb9矩形截面钛合金丝材制备工艺 | |
| CN107931331B (zh) | 一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法 | |
| EP2098309B1 (en) | Method of temper rolling of steel strip and process for manufacturing high tensile cold rolled steel sheet | |
| EP3710608B1 (en) | Process for making a metal ring from a beryllium-copper alloy, metal ring made of a beryllium-copper alloy, an amorphous metal casting apparatus | |
| WO2005068098A9 (ja) | 継目無管の製造方法 | |
| US8448488B2 (en) | Flat wire manufacturing method of manufacturing flat wire for ring gear | |
| RU2191644C1 (ru) | Способ производства проката на сортовых и проволочных станах | |
| JP3796949B2 (ja) | 軸受用鋼線材の製造方法 | |
| EP3406361B1 (en) | Titanium plate | |
| CN109702014B (zh) | 挂车车轴定方装置、挂车车轴及其制备方法 | |
| EP2286934B1 (en) | High-alloy seamless steel pipe manufacturing method | |
| CN108060376A (zh) | 一种镍基耐蚀合金ns3304无缝管高屈强比、高钢级控制方法 | |
| CN109706392B (zh) | 挂车车轴用方管、其制备方法及挂车车轴 | |
| US3290936A (en) | Metal processing | |
| CN103917307B (zh) | 无缝金属管的制造方法 | |
| EP1080799B1 (en) | Calibration of an instrument for the cold-rolling of tubes | |
| JP2000212691A (ja) | 冷間鍛造用鋼線材およびその製造方法 | |
| RU2288064C1 (ru) | Способ получения круглых заготовок для листовой штамповки | |
| JPH11172336A (ja) | 継目無鋼管の製造方法 | |
| RU2055660C1 (ru) | Способ изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб | |
| RU2237529C1 (ru) | Способ прокатки круглых профилей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20070928 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100430 |