RU2208483C2

RU2208483C2 - Method for making rolled bars

Info

Publication number: RU2208483C2
Application number: RU2001125466A
Authority: RU
Inventors: А.М. Ламухин; А.В. Зиборов; В.Н. Морозов; Н.Г. Савинова; Г.С. Водовозова; С.Д. Зинченко; А.Д. Пешев; А.И. Трайно
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-07-20

Abstract

FIELD: metallurgy, namely continuous casting of steel billets and hot rolling merchant bars of them. SUBSTANCE: method comprises continuous casting of steel to rectangular cross section billets for further hot rolling of them to blanks and bars. At continuous casting doubled cross section billet with joining bridge is cast. Width of joining bridge consists 3 - 9 % of width of doubled billet. Then doubled billet is separated by removing bridge and two separated billets are heated until 1200 - 1300 C and they are rolled at total elongation degree no less than 5 and at temperature of rolling process termination in range 1000 - 1100 C. Invention provides complete working up of cast structure of steel, lowered influence of remaining looseness and segregations on faces of billets turned to bridge. EFFECT: improved quality of rolled bars. 1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стальных заготовок и горячей прокатке из них сортовых профилей. The invention relates to metallurgy, and more particularly to the continuous casting of steel billets and hot rolling of high-quality profiles from them.

Известен способ производства стальных профилей из заготовок квадратного сечения, включающий нагрев стальных слитков, их прокатку на блюминге и непрерывно-заготовочном стане с температурой конца прокатки не ниже 800^oС. В дальнейшем заготовки используют для прокатки сортовых профилей [1].A known method for the production of steel profiles from square billets, including heating steel ingots, rolling them on a blooming and continuous billet mill with a temperature of rolling end not lower than 800 ^o C. In the future, billets are used for rolling high-quality profiles [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что при прокатке заготовки из слитка не достигается высокое качество сортовых профилей при высоком расходном коэффициенте стали, превышающем 1,23. The disadvantage of this method is that when rolling a billet from an ingot, high quality of high-quality sections is not achieved with a high consumption coefficient of steel exceeding 1.23.

Известен также способ производства сортового проката, включающий нагрев блюма прямоугольного сечения 310х420 мм из стали марки 35ГС до температуры 1250^oС, многопроходную горячую прокатку раската в квадратную заготовку сечением 100х100 мм с кантовкой раската на 45^o в промежуточном проходе. Катаные заготовки используют для последующей прокатки сортовых профилей [2].There is also a known method of producing long products, including heating bloom of rectangular cross-section 310x420 mm from steel grade 35GS to a temperature of 1250 ^° C, multi-pass hot rolling of rolled stock into a square billet with a cross section of 100x100 mm with a pitching roll of 45 ^° in the intermediate passage. Rolled billets are used for subsequent rolling varietal profiles [2].

Недостатки указанного способа состоят в том, что осевая зона заготовки поражена литейной рыхлостью и имеет значительную ликвацию легирующих элементов, углерода и примесей. Это ухудшает качество сортовых профилей, приводит к снижению выхода годного. The disadvantages of this method are that the axial zone of the workpiece is affected by casting friability and has a significant segregation of alloying elements, carbon and impurities. This degrades the quality of varietal profiles, leads to a decrease in yield.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства сортовых профилей, по которому сталь подвергают непрерывной разливке в заготовки прямоугольного сечения (блюмы). Непрерывно литые заготовки нагревают и осуществляют их горячую прокатку до заданных размеров квадратного поперечного сечения, которые затем прокатывают в сортовой прокат [3] - прототип. The closest in its technical essence and the achieved results to the proposed invention is a method for the production of long sections, according to which the steel is subjected to continuous casting into billets of rectangular cross section (blooms). Continuously cast billets are heated and hot rolled to the specified square cross-sectional dimensions, which are then rolled into long products [3] - prototype.

Недостатки известного способа состоят в том, что при непрерывной разливке стали в заготовки прямоугольного сечения, в осевой зоне заготовок формируется рыхлость, несплошности, ликвационная неоднородность химического состава (углерода, легирующих и примесных элементов). Дефекты в осевой зоне сохраняются после горячей прокатки непрерывно литой заготовки и сортового проката. Это ухудшает качество сортового проката и ведет к снижению выхода годного. The disadvantages of this method are that during continuous casting of steel into billets of rectangular cross-section, friability, discontinuities, segregation heterogeneity of the chemical composition (carbon, alloying and impurity elements) are formed in the axial zone of the billets. Defects in the axial zone are preserved after hot rolling of continuously cast billets and long products. This affects the quality of long products and leads to a decrease in yield.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества и увеличении выхода годного. The technical problem solved by the invention is to improve quality and increase yield.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства сортового проката, включающем непрерывную разливку стали в заготовки прямоугольного сечения, горячую прокатку заготовок и последующую их прокатку в сортовой прокат, согласно предложению при непрерывной разливке отливают заготовку сдвоенного поперечного сечения с соединительной перемычкой, ширина которой составляет 3-9% от ширины сдвоенной заготовки, после чего сдвоенную заготовку разделяют удалением перемычки, осуществляют нагрев заготовок до температуры 1200-1300^oС, прокатку с суммарной вытяжкой не менее 5 и с температурой конца прокатки 1000-1110^oС.To solve the technical problem in the known method for the production of long products, including continuous casting of steel into billets of rectangular cross section, hot rolling of billets and their subsequent rolling into long products, according to the proposal, a double cross section billet with a connecting jumper, the width of which is 3, is cast during continuous casting -9% of the width of the double billet, after which the double billet is separated by removing the jumper, the billets are heated to a temperature 1200-1300 ^o С, rolling with a total exhaust of at least 5 and with a temperature of the end of rolling 1000-1110 ^o С.

Сущность изобретения поясняется изображенной на чертеже схемой стадий технологического производства заготовок. The invention is illustrated in the drawing diagram of the stages of the technological production of blanks.

В процессе непрерывной разливки получают сдвоенную литую заготовку шириной В (стадия а), состоящую из заготовок 1 и 2 прямоугольного поперечного сечения, соединенных перемычкой 3, имеющей ширину l. При кристаллизации сдвоенной заготовки осевая рыхлость и ликвационная зона (сегрегации) вытесняются в среднюю часть перемычки 3 и лишь частично поражают внутренние стороны литых заготовок 1 и 2, обращенные к перемычке 3. In the process of continuous casting, a double cast billet with a width of B is obtained (stage a), consisting of billets 1 and 2 of rectangular cross section connected by a jumper 3 having a width l. During crystallization of a double billet, axial friability and segregation zone (segregation) are displaced into the middle part of the lintel 3 and only partially affect the inner sides of the cast billets 1 and 2 facing the lintel 3.

После затвердевания сдвоенную литую заготовку с помощью газокислородной резки делят вдоль на три части (стадия b). Перемычку 3, пораженную осевой рыхлостью и сегрегациями, направляют в скрап. Литые заготовки 1 и 2 прокатывают в температурном интервале от 1200-1300^oС до 1000-1110^oС с вытяжкой не менее 5 (стадия с). Полученные катаные заготовки 4 перекатывают в сортовой прокат заданного профилеразмера: круг 5, уголок 6, швеллер 7 (стадия d). Благодаря указанному деформационно-термическому режиму обработки, происходит полная проработка литой структуры стали, заваривание литейной пористости и несплошностей. Вышедшие на поверхность заготовки и сортового проката остатки осевой литейной рыхлости и сегрегации переходят в окалину и удаляются в процессе прокатки. Результатом этого является повышение качества и увеличение выхода годных сортовых профилей.After hardening, the twin cast billet by gas cutting is divided lengthwise into three parts (stage b). Jumper 3, affected by axial friability and segregation, is sent to the scrap. Cast billets 1 and 2 are rolled in the temperature range from 1200-1300 ^o C to 1000-1110 ^o With a hood of at least 5 (stage c). The obtained rolled billets 4 are rolled into long products of a given profile size: circle 5, corner 6, channel 7 (stage d). Thanks to the specified deformation-thermal treatment mode, the cast steel structure is fully developed, casting porosity and discontinuities are brewed. The remnants of axial foundry looseness and segregation that come to the surface of the workpiece and long products go into scale and are removed during the rolling process. The result of this is to improve the quality and increase the yield of varietal profiles.

Экспериментально установлено, что при ширине l перемычки 3 менее 3% от ширины В сдвоенной литой заготовки, осевая рыхлость и сегрегации распространяются за пределы перемычки 3 внутрь заготовок 1 и 2. Это ухудшает качество сортовых профилей и снижает их выход годного. Увеличение длины l перемычки 3 более 9% от ширины В сдвоенной литой заготовки не приводит к дальнейшему улучшению качества сортовых профилей, но увеличивает количество стали, направляемой в скрап, и снижает выход годного. It was experimentally established that, with a width l of a lintel 3 less than 3% of the width In a double cast billet, axial looseness and segregation extend beyond the lintel 3 into the blanks 1 and 2. This affects the quality of varietal profiles and reduces their yield. The increase in the length l of the lintel 3 more than 9% of the width In a double cast billet does not lead to further improvement in the quality of long sections, but increases the amount of steel sent to scrap and reduces the yield.

При температуре нагрева литых заготовок под прокатку выше 1300^oС возрастают энергозатраты и окалинообразование, ухудшается структурное состояние стали из-за окисленности границ зерен. Снижение температуры нагрева менее 1200^oС ухудшает пластичность стали, равномерность деформирования литой структуры, завариваемость литейных пор и несплошностей.At a heating temperature of cast billets for rolling above 1300 ^o C, energy consumption and scale formation increase, the structural state of steel deteriorates due to the oxidation of grain boundaries. Lowering the heating temperature to less than 1200 ^o C impairs the ductility of the steel, the uniformity of deformation of the cast structure, the weldability of casting pores and discontinuities.

Горячая прокатка с суммарной вытяжкой менее 5 не позволяет полностью разрушить литую структуру стали, устранить пористость и ликвацию. Hot rolling with a total hood of less than 5 does not completely destroy the cast steel structure, eliminate porosity and segregation.

При температуре конца прокатки выше 1110^oС ухудшается структурное состояние катаной заготовки и сортовых профилей, возрастает окалинообразование. Снижение температуры конца прокатки ниже 1000^oС сопровождается ростом сопротивления металла деформации, расходом электроэнергии на прокатку, повышенным износом прокатных валков, образованием поверхностных трещин.When the temperature of the end of rolling above 1110 ^o With, the structural state of the rolled billet and high-quality profiles deteriorates, and scale formation increases. Lowering the temperature of the end of rolling below 1000 ^o With is accompanied by an increase in the resistance of the metal to deformation, the consumption of electricity for rolling, increased wear of the rolling rolls, the formation of surface cracks.

Пример реализации способа
На машине непрерывного литья заготовки производят разливку стали марки 30ХГСА, кристаллизатор которой имеет несплошную поперечную перегородку, в заготовку сдвоенного поперечного сечения с соединительной перемычкой (стадия а). Каждая из сдвоенных заготовок 1 и 2 имеет поперечное сечение 250х500 мм. Полная ширина сдвоенной заготовки В составляет 1070 мм, перемычка 3 имеет ширину l=70 мм. Таким образом, ширина соединительной перемычки 3 составляет 6,54% от полной ширины В сдвоенной заготовки:

.An example implementation of the method
On a continuous casting machine, billets are made of steel of grade 30KhGSA, the mold of which has a non-continuous transverse partition, into a billet of double cross section with a connecting jumper (stage a). Each of the

double blanks

1 and 2 has a cross section of 250x500 mm. The total width of the double billet B is 1070 mm, the jumper 3 has a width l = 70 mm. Thus, the width of the connecting jumper 3 is 6.54% of the total width In a double workpiece:

.

Отлитую сдвоенную заготовку разделяют удалением перемычки 3 с помощью газокислородной резки (стадия b). Перемычку 3 отправляют в скрап. The cast twin billet is separated by removal of the jumper 3 by means of oxy-fuel cutting (step b). Jumper 3 is sent to scrap.

Разделенные литые заготовки 1 и 2 укладывают в нагревательную печь и нагревают до температуры Т_а=1250^oС. Нагретые литые заготовки 1 и 2 последовательно задают в непрерывно-заготовочный стан НЗС 850/730/530 и осуществляют их горячую прокатку (стадия с) в катаные заготовки квадратного сечения 100х100 мм с суммарной вытяжкой λ, составляющей:

В процессе прокатки катаные заготовки охлаждают до температуры конца прокатки T_кп= 1055^oC. Катаные заготовки затем прокатывают на сортопрокатном стане 350 в круг 5 диаметром 50 мм, уголок 6 или швеллер 7 (стадия d).The separated

cast billets

1 and 2 are placed in a heating furnace and heated to a temperature of T _a = 1250 ^o C. The heated

cast billets

1 and 2 are sequentially set in a continuous billet mill НЗС 850/730/530 and they are hot rolled (stage c) to rolled billets of square section 100x100 mm with a total hood λ, component:

In the rolling process, the rolled billets are cooled to a temperature of the end of rolling T _kn = 1055 ^o C. The rolled billets are then rolled on a section rolling mill 350 in a circle 5 with a diameter of 50 mm, corner 6 or channel 7 (stage d).

Благодаря отливке заготовки сдвоенного поперечного сечения, удаления перемычки, пораженной рыхлостью и сегрегациями, горячей прокатке заготовок по оптимальным деформационно-температурным режимам, достигается улучшение качества и повышение выхода годного сортовых профилей: выход сортового проката без внутренних дефектов составляет 99,9% при расходном коэффициенте стали 1,09. Due to casting of a workpiece with a double cross section, removal of the web, affected by friability and segregation, hot rolling of the workpieces according to optimal deformation and temperature conditions, an improvement in quality and an increase in the yield of long sections are achieved: the yield of long sections without internal defects is 99.9% at a flow rate of steel 1.09.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице. Implementation options of the proposed method and indicators of their effectiveness are shown in the table.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение качества сортового проката и увеличение выхода годного. The table shows that when implementing the proposed method (options 2-4), an increase in the quality of long products and an increase in yield is achieved.

При запредельных значениях заявленных параметров (варианты 1 и 5) и при реализации способа-прототипа (вариант 6) имеет увеличение количества сортовых профилей с внутренними дефектами, расходный коэффициент стали возрастает. With exorbitant values of the declared parameters (options 1 and 5) and with the implementation of the prototype method (option 6), there is an increase in the number of long sections with internal defects, the expenditure coefficient of steel increases.

Технико-экономические преимущества предложенного изобретения состоят в том, что отливка заготовки сдвоенного поперечного сечения с последующим удалением перемычки, ширина которой составляет 3-9% от ширины сдвоенной заготовки, пораженной дефектами в виде осевой рыхлости и ликвации, и последующая горячая прокатка литых заготовок с вытяжкой не менее 5 в температурном интервале от 1200-1300^oС до 1000-1110^oС вначале в катаную заготовку, а затем в сортовой прокат, позволяют уменьшить количество дефектного металла в заготовках, полностью проработать литую структуру стали, снизить влияние остаточной рыхлости и сегрегации на гранях заготовок, обращенных к перемычке. За счет этого увеличивается количество катаных бездефектных сортовых профилей при одновременном увеличении выхода годного.Technical appraisal and economic advantages of the proposed invention consist in the fact that casting a billet with a double cross section and then removing a bridge, the width of which is 3-9% of the width of a double billet affected by defects in the form of axial looseness and segregation, and subsequent hot rolling of cast billets with hood not less than 5 in the temperature range from 1200-1300 ^o C to 1000-1110 ^o C first in the rolled billet, and then in long products, they allow to reduce the number of defective metal in the billets, to fully work out cast steel structure, reduce the effect of residual friability and segregation on the faces of the workpieces facing the jumper. Due to this, the number of rolled defect-free varietal profiles increases while increasing yield.

В качестве базового объекта при определении эффективности предложенного решения принят способ-прототип. Использование предложенного способа повысит рентабельность производства сортовых профилей на 5-7%. As a basic object in determining the effectiveness of the proposed solution adopted the prototype method. Using the proposed method will increase the profitability of the production of varietal profiles by 5-7%.

Литературные источники
1. Авт. свид. СССР 1676688, МПК В 21 В 1/00, 1991.Literary sources
1. Auth. testimonial. USSR 1676688, IPC B 21 V 1/00, 1991.

2. Патент 2122906, Российская Федерация, МПК В 21 В 1/00, 1998. 2. Patent 2122906, Russian Federation, IPC B 21 V 1/00, 1998.

3. П.И. Полухин и др. Технология процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1988, с.61-63, 77 - прототип. 3. P.I. Polukhin et al. Technology of metal forming processes. M .: Metallurgy, 1988, p. 61-63, 77 - prototype.

Claims

Method for the production of long products, including continuous casting of steel into billets of rectangular cross section and their subsequent hot rolling into billets and long products, characterized in that during continuous casting a billet of double cross section is cast with a connecting bridge, the width of which is 3-9% of the width of the double billets, after which the double billet is separated by removal of the jumper, the billets are heated to 1200-1300 ^o C and rolling with a total hood of at least 5 and the temperature of the end of rolling and 1000-1110 ^o C.