RU2247611C2 - Process for continuous rolling of metallic blank - Google Patents
Process for continuous rolling of metallic blank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247611C2 RU2247611C2 RU2003109739/02A RU2003109739A RU2247611C2 RU 2247611 C2 RU2247611 C2 RU 2247611C2 RU 2003109739/02 A RU2003109739/02 A RU 2003109739/02A RU 2003109739 A RU2003109739 A RU 2003109739A RU 2247611 C2 RU2247611 C2 RU 2247611C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- cross
- blank
- section
- gauges
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Данное изобретение относится к непрерывной горячей прокатке металлических длинных изделий, включая, среди прочего, круглые, восьмиугольные, квадратные и т.п.This invention relates to the continuous hot rolling of metal long products, including, inter alia, round, octagonal, square, and the like.
Уровень техникиState of the art
В данном случае в прокатке круглых изделий понятие “калибровка” означает осуществление конечной деформации во время последней стадии прокатки для получения окончательного номинального диаметра изделия внутри заданных стандартных допусков, которые обычно составляют около ±0,1 мм для диаметра и овальности 0,1 мм или меньше. В данном случае понятие “свободная калибровка” означает выполнение регулирования прокатных зазоров калибровочных станов для получения окончательных диаметров изделий, которые являются слегка больше или слегка меньше номинального диаметра, предусмотренного для прокатных калибров, однако являются диаметрами внутри допустимых допусков для получаемого диаметра.In this case, in the rolling of round products, the term “calibration” means the final deformation during the last stage of rolling to obtain the final nominal diameter of the product within the specified standard tolerances, which are usually about ± 0.1 mm for a diameter and ovality of 0.1 mm or less . In this case, the term “free calibration” means adjusting the rolling gaps of the calibration mills to obtain final product diameters that are slightly larger or slightly smaller than the nominal diameter provided for the rolling gauges, but are diameters within the tolerances for the resulting diameter.
Для калибровки и свободной калибровки длинных металлических изделий разработаны различные технологии. Например, из патента США №4907438, выданного 13 марта 1990 Sasaki и др., известна прокатка круглых профилей через два последовательно расположенных калибровочных стана с последовательностью калибров, расположенных по системе круг-круг, при этом прокатные калибры выполнены так, чтобы обеспечивать относительно небольшое обжатие порядка 8-15% на один калибр.Various technologies have been developed for calibration and free calibration of long metal products. For example, US Pat. No. 4,907,438, issued March 13, 1990 to Sasaki et al., Discloses rolling round profiles through two successive calibration mills with a series of calibers arranged in a circle-circle system, while the rolling gauges are designed to provide a relatively small reduction about 8-15% per caliber.
Посредством подачи в калибровочные клети круглых изделий различного диаметра из различных клетей предшествующих промежуточных или чистовых секций стана и посредством изменения диаметров проката и конфигурации ручьев можно калибровать широкий диапазон изделий.A wide range of products can be calibrated by feeding round articles of various diameters from various stands to various intermediate stands or finishing sections of the mill, and by changing the diameters of the rolled products and the configuration of the streams, a wide range of products can be calibrated.
Возможна также некоторая свободная калибровка внутри относительно узкого диапазона за счет ограничений, накладываемых уширением, которое неизбежно сопровождает прокатку в калибрах из двух валков.It is also possible some free calibration within a relatively narrow range due to the restrictions imposed by the broadening, which inevitably accompanies rolling in calibers of two rolls.
Другим недостатком последовательности калибров по системе круг-круг, согласно патенту Sasaki и др., является возникновение в некоторых изделиях дуплексной микроструктуры, в которой зерна в поперечном сечении изделия изменяются по величине более чем на 2 номера ASTM размера зерен (при измерении в соответствии с ASTM Е112-84).Another drawback of the circle-circle gauge sequence, according to the patent of Sasaki et al., Is the appearance of a duplex microstructure in some products, in which the grain in the cross section of the product changes by more than 2 ASTM grain size values (when measured in accordance with ASTM E112-84).
Обычно считается, что изменение размера зерен в поперечном сечении изделия более чем на 2 номера ASTM может вызывать трещины и разрывы поверхности, когда изделие подвергается последующему сгибанию и операциям холодной протяжки. Кроме того, такие изменения размера зерен способствуют плохому качеству отжига, что, в свою очередь, отрицательно влияет на процессы холодной деформации.It is generally believed that changing the grain size in the product cross section by more than 2 ASTM numbers can cause surface cracks and tears when the product undergoes subsequent bending and cold drawing operations. In addition, such changes in grain size contribute to poor annealing quality, which, in turn, negatively affects the processes of cold deformation.
В последующем было установлено, что появление дуплексных микроструктур обуславливается неспособностью круглых калибров легкого обжатия обеспечивать соответствующую деформацию во всем поперечном сечении изделия в течение достаточно короткого времени. Этой проблеме посвящена технология, описанная в патенте США №5325697, выданном 5 июля 1994 Shore и др. В этом случае двум последовательностям прокатных калибров легкого обжатия по системе круг-круг непосредственно предшествуют две последовательности калибров сильного обжатия по системе овал-круг. Сильное обжатие, выполняемое в последовательности калибров, расположенных по системе овал-круг, создает распределение деформации, проникающее в центр изделия с высокими деформациями. Прежде чем снимаются сопровождающие напряжения за счет рекристаллизации микроструктуры и возврата, продолжается прокатка в непосредственно следующих, состоящих из двух валков калибрах легкого обжатия.Subsequently, it was found that the appearance of duplex microstructures is caused by the inability of round gauges of easy compression to provide the corresponding deformation in the entire cross section of the product for a fairly short time. The technology described in US Pat. No. 5,325,697, issued July 5, 1994 to Shore et al., Is dedicated to this problem. In this case, two sequences of strong compression gauges according to the oval-circle system immediately precede two sequences of rolling easy-compression gauges in the circle-circle system. Strong compression performed in a sequence of calibers arranged in an oval-circle system creates a strain distribution that penetrates the center of the product with high deformations. Before the accompanying stresses are removed due to the recrystallization of the microstructure and return, rolling continues in the immediately following, two-roll, easy compression gauges.
Поэтому в действительности обжатие, выполняемое в четырех последовательных калибрах, является по существу непрерывным процессом, в результате которого распределение деформации в поперечном сечении изделия препятствует возникновению дуплексной микроструктуры.Therefore, in fact, crimping performed in four successive calibers is an essentially continuous process, as a result of which the distribution of deformation in the cross section of the product prevents the occurrence of a duplex microstructure.
Однако в данном случае прокатка со свободной калибровкой также ограничена из-за уширения, возникающего при прокатке в калибрах из двух валков.However, in this case, rolling with free calibration is also limited due to the broadening that occurs when rolling in calibers of two rolls.
Известно также использование калибров из трех или четырех валков в последовательности калибров, расположенных по системе круг-круг. Это обеспечивает более широкий диапазон свободной калибровки, поскольку изделия более плотно охвачены в прокатных калибрах и поэтому не испытывают уширения, имеющегося в калибрах из двух валков.It is also known to use calibers of three or four rolls in a sequence of calibers arranged in a circle-circle system. This provides a wider range of free calibration, since the products are more tightly covered in the rolling gauges and therefore do not experience the broadening available in calibers of two rolls.
Однако, по сравнению с калибрами из двух валков, калибры из трех или четырех валков являются намного менее эффективными в обеспечении достаточного проникновения деформации к центру изделия. Такое проникновение необходимо для получения равномерной структуры зерен от центра к поверхности изделия. Это особенно важно для изделий, которые получают свои свойства за счет измельчения зерен.However, compared to two-roll calibers, three or four-roll calibers are much less effective in providing sufficient penetration of deformation to the center of the product. Such penetration is necessary to obtain a uniform grain structure from the center to the surface of the product. This is especially important for products that get their properties by grinding grain.
Поэтому существует потребность в создании улучшенного способа горячей прокатки длинных изделий, который способен обеспечить допуски калибровки и по существу равномерную структуру зерен от центра к поверхности и который также имеет расширенный диапазон свободной калибровки. Эта задача положена в основу данного изобретения.Therefore, there is a need for an improved method for hot rolling of long products that is able to provide calibration tolerances and a substantially uniform grain structure from center to surface and which also has an extended free calibration range. This task is the basis of this invention.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, обрабатываемый круглый железный профиль сначала прокатывают в первом и втором прокатных калибрах при повышенной температуре в диапазоне от 650 до 1000°С для обеспечения суммарного сильного уменьшения площади поперечного сечения, по меньшей мере, на 20-55% при распределении эффективной деформации с преобладанием концентрации максимальной эффективной деформации в центральной зоне указанной площади поперечного сечения. Перед возникновением изменений микроструктуры, вследствие рекристаллизации и возврата и во время сохранения в распределении эффективной деформации преобладающей концентрации максимальной эффективной деформации в центральной зоне указанной площади поперечного сечения изделия изделие прокатывают, по меньшей мере, в третьем и четвертом прокатном калибрах, каждый из которых образован, по меньшей мере, тремя валками для обеспечения дополнительного суммарного относительно легкого обжатия площади поперечного сечения не более чем на 4-25%.According to a preferred embodiment of the present invention, the machined round iron profile is first rolled in the first and second rolling gauges at an elevated temperature in the range of 650 to 1000 ° C. to provide a total strong reduction of the cross-sectional area by at least 20-55% during distribution effective strain with a predominance of the concentration of maximum effective strain in the central zone of the specified cross-sectional area. Before changes in the microstructure occur, due to recrystallization and recovery, and while maintaining the prevailing concentration of the maximum effective strain in the distribution of effective deformation, the product is rolled in at least the third and fourth rolling calibers, each of which is formed according to at least three rolls to provide additional total relatively easy compression of the cross-sectional area of not more than 4-25%.
При прокатке круглого профиля указанным выше способом в конечное круглое изделие, например стержень или пруток, первый прокатный калибр создает овальное поперечное сечение, а второй прокатный калибр создает профиль круглого поперечного сечения.When rolling a round profile in the above manner into a final round product, such as a bar or bar, the first rolling gauge creates an oval cross-section, and the second rolling gauge creates a circular cross-section profile.
Третий и четвертый прокатные калибры завершают формирование круглого поперечного сечения профиля в конечную круглую форму, имеющую допуск не более ±0,1 мм по диаметру и овальность 0,1 мм или допуск на стержни и прутки, равный 1/4 ASTM, в зависимости от того, который меньше. После охлаждения до состояния температурного равновесия полученное изделие имеет изменение размера зерен в поперечном сечении не более 2 номеров ASTM размера зерен.The third and fourth rolling gauges complete formation of circular cross-sectional profile of circular shape in end, having a tolerance of not more than ± 0,1 mm diameter and 0.1 mm or ovality tolerance of the bars and rods, equal to a 1/4 ASTM, whichever which is smaller. After cooling to a temperature equilibrium, the resulting product has a grain size change in cross section of not more than 2 ASTM grain size numbers.
Перечень фигур чертежейList of drawings
Подробное описание этих и других признаков и преимуществ данного изобретения представлено со ссылками на чертежи, на которых изображено:A detailed description of these and other features and advantages of the present invention is presented with reference to the drawings, which depict:
фиг.1 - схема двух альтернативных последовательностей калибров, согласно данному изобретению;figure 1 - diagram of two alternative sequences of calibers according to this invention;
фиг.2А-2D - основанные на конечном элементе модели эффективной пластической деформации вследствие деформации изделия в последовательности прокатных калибров P1, Р2, Р3, P4, показанных на фиг.1; иfiga-2D - based on the final element of the model of effective plastic deformation due to deformation of the product in the sequence of rolling calibers P 1 , P 2 , P 3 , P 4 shown in figure 1; and
фиг.3А-3В - основанные на конечном элементе модели эффективной пластической деформации вследствие деформации изделия в прокатных калибрах Р3’ и Р4’ после первичной прокатки изделия в калибрах P1 и Р2.figa-3B - based on the final element of the model of effective plastic deformation due to deformation of the product in rolling gauges P 3 ' and P 4' after the initial rolling of the product in calibers P 1 and P 2 .
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Как показано на фиг.1, последовательность калибров, согласно данному изобретению, включает четыре прокатных калибра P1-Р4, выполненных с возможностью проката круглого профиля 10а в готовое круглое изделие 10е. Прокатный калибр P1 образован двумя рабочими валками 12, имеющими ручьи 14, выполненные с возможностью прокатки круглого профиля 10с в овал 10b.As shown in figure 1, the sequence of calibers according to this invention includes four rolling calibers P 1 -P 4 made with the possibility of rolling a circular profile 10A in the finished
Прокатный калибр P2 образован двумя рабочими валками 16, имеющими ручьи 18, выполненные с возможностью прокатки овала 10b в круглый профиль 10е. В зависимости от используемого режима прокатки прокатные калибры P1, Р2 имеют размеры, обеспечивающие суммарное обжатие в диапазоне от около 20 до 55%, при этом около 11-28% приходится на долю прокатного калибра P1 и около 10-23% - на долю прокатного калибра Р2.The rolling gauge P 2 is formed by two
Прокатный калибр Р3 образован тремя рабочими валками 20, имеющими ручьи 22, выполненные с возможностью прокатки круглого профиля 10с в другой круглый профиль 10d. Прокатный калибр Р4 также образован тремя рабочими валками 24, имеющими ручьи 26, выполненные с возможностью прокатки круглого профиля 10d в готовый круглый профиль 10е.The rolling gauge P 3 is formed by three
В этом случае также в зависимости от используемого режима прокатки прокатные калибры Р3, P4 имеют размеры, обеспечивающие суммарное обжатие в диапазоне от около 3 до 25%, при этом около 1,8-17% приходится на долю прокатного калибра Р3 и около 1,2-10% - на долю прокатного калибра P4.In this case, also depending on the rolling mode used, the rolling gauges P 3 , P 4 have dimensions that provide a total reduction in the range from about 3 to 25%, with about 1.8-17% of the rolling gauge P 3 and about 1.2-10% - for the share of the rolling caliber P 4 .
При такой последовательности калибров, например, если профиль 10а имеет диаметр 14,032 мм, а готовый круглый профиль должен иметь диаметр 10,0 мм, то последовательное уменьшение площади в прокатных калибрах P1-P4 составляет, соответственно, 22, 18, 10, 8%.With this sequence of gauges, for example, if profile 10a has a diameter of 14.032 mm, and the finished round profile should have a diameter of 10.0 mm, then the consistent decrease in area in rolling calibers P 1 -P 4 is, respectively, 22, 18, 10, 8 %
Обычно прокатка в прокатных калибрах P1-P4 осуществляется при повышенных температурах в диапазоне от около 650 до 1000°С.Usually rolling in rolling calibrations P 1 -P 4 is carried out at elevated temperatures in the range from about 650 to 1000 ° C.
На фиг.2А-2D показаны распределения эффективной деформации изделия при выходе из последовательно расположенных прокатных калибров, показанных на фиг.1. Как показано на фиг.2А, овальный профиль 10b, выходящий из двойного прокатного калибра P1 сильного обжатия, имеет распределение эффективной деформации, в котором преобладает концентрация максимальной эффективной деформации в центральной зоне a1. От центральной зоны a1 проходят наружу зоны b1, c1, d1 и e1, имеющие постепенно уменьшающиеся уровни эффективной деформации, при этом наименьший уровень эффективной деформации имеется в зонах f1, смежных с наружными границами площади поперечного сечения изделия.On figa-2D shows the distribution of the effective deformation of the product when you exit the sequentially located rolling gauges shown in figure 1. As shown in FIG. 2A, the oval profile 10b emerging from the double rolling gauge P 1 of high compression has an effective strain distribution in which the concentration of maximum effective strain in the central zone a 1 prevails. From a central zone 1 zone extend outwardly b 1, c 1, d 1 and e 1, having a progressively decreasing effective strain levels, the lowest level of effective strain available in areas f 1 adjacent to the outer boundaries of the cross sectional area of the product.
На фиг.2В показано, что круглый профиль 10с, выходящий из двойного прокатного калибра Р2 сильного обжатия, сохраняет распределение эффективной деформации, в котором преобладает концентрация максимальной эффективной деформации в центральной зоне а2, с постепенно уменьшающимися уровнями эффективной деформации в окружающих зонах b2-f2.FIG. 2B shows that the round profile 10c emerging from the double rolling gauge P 2 of high compression retains the distribution of effective deformation, in which the concentration of maximum effective deformation in the central zone a 2 prevails, with gradually decreasing levels of effective deformation in the surrounding zones b 2 -f 2 .
На фиг.2С показано распределение эффективной деформации в круглом профиле 10d, выходящим из тройного прокатного калибра Р3 слабого обжатия. Максимальный уровень эффективной деформации сохраняется в центральной зоне а3, которая снова окружена зонами b3-f3 с постепенно уменьшающимися уровнями эффективной деформации.On figs shows the distribution of effective deformation in a
В конечном тройном прокатном калибре P4 слабого обжатия, как показано на фиг.2D, круглый профиль 10е сохраняет распределение эффективной деформации, в котором преобладает концентрация максимальной эффективной деформации в центральной зоне а4 с постепенно уменьшающимися уровнями эффективной деформации в окружающих зонах b4-f4.In the final triple rolling gauge P 4 of low compression, as shown in FIG. 2D, the
Таким образом, наименьший размер зерен будет в зоне а4 с постепенно увеличивающимся размером зерен в окружающих зонах b4-f4. При последующем охлаждении готового круглого профиля 10е скорость охлаждения в его поперечном сечении будет уменьшаться от максимальной в самой внешней зоне f4, где зерна крупнее, до минимальной в самой внутренней зоне а4, где зерна меньше. При охлаждении зерна в каждой зоне увеличиваются на величину, пропорциональную времени, необходимому для охлаждения каждой зоны, что уменьшает разницу в величине зерен в самой внутренней и самой внешней зонах, в результате чего изменение размера зерен в поперечном сечении изделия не превышает около 2 номеров ASTM размера зерен.Thus, the smallest grain size will be in zone a 4 with a gradually increasing grain size in the surrounding zones b 4 -f 4 . With the subsequent cooling of the finished
Как показано на фиг.1, круглый профиль 10с, выходящий из прокатного калибра Р2, можно в качестве альтернативного решения калибровать в состоящих из четырех валков калибрах Р3’ и Р4’. Прокатный калибр Р3’ образован четырьмя рабочими валками 20’, имеющими ручьи 22’, выполненные с возможностью прокатки круглого профиля 10с в другой круглый профиль 10d’. Прокатный калибр Р4’ также образован четырьмя рабочими валками 24’, имеющими ручьи 26’, выполненные с возможностью прокатки круглого профиля 10d’ в готовый круглый профиль 10е’.As shown in FIG. 1, the round profile 10c emerging from the rolling gauge P 2 can, as an alternative solution, be calibrated in the four-roll gauges P 3 ' and P 4' . The rolling gauge P 3 ′ is formed by four
Распределение эффективной деформации изделия на выходе из прокатных калибров P1 и Р2 описано выше и показано на фиг.2А и 2В. Распределение эффективной деформации изделия на выходе из прокатных калибров Р3’ и Р4’ показано, соответственно, на фиг.3А и 3В. Снова можно видеть, что профиль 10d’ имеет распределение эффективной деформации с преобладанием максимальной эффективной деформации в зоне а3’, окруженной зонами b3’-f3’ с постепенно уменьшающимися уровнями эффективной деформации.The distribution of the effective deformation of the product at the exit from the rolling gauges P 1 and P 2 described above and shown in figa and 2B. The distribution of the effective deformation of the product at the exit from the rolling gauges P 3 ′ and P 4 ′ is shown, respectively, in FIGS. 3A and 3B. Again, it can be seen that
На фиг.3В показано, что то же распределение остается в готовом изделии 10е’, выходящем из прокатного калибра Р4’.FIG. 3B shows that the same distribution remains in the
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US23110800P | 2000-09-08 | 2000-09-08 | |
US60/231,108 | 2000-09-08 | ||
US09/927,660 | 2001-08-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003109739A RU2003109739A (en) | 2004-12-27 |
RU2247611C2 true RU2247611C2 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=35364862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003109739/02A RU2247611C2 (en) | 2000-09-08 | 2001-08-14 | Process for continuous rolling of metallic blank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247611C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538454C2 (en) * | 2009-08-27 | 2015-01-10 | Сименс Индастри, Инк. | Method of rolling to various-size finished products |
-
2001
- 2001-08-14 RU RU2003109739/02A patent/RU2247611C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538454C2 (en) * | 2009-08-27 | 2015-01-10 | Сименс Индастри, Инк. | Method of rolling to various-size finished products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2004071686A1 (en) | Seamless steel pipe for drive shaft and manufacturing method thereof | |
WO2016054851A1 (en) | Production line for rolling hollow steel and roll-forming production method therefor | |
US6546777B2 (en) | Method and apparatus for reducing and sizing hot rolled ferrous products | |
EP1607148B1 (en) | Method of manufacturing seamless tube | |
US8448488B2 (en) | Flat wire manufacturing method of manufacturing flat wire for ring gear | |
RU2247611C2 (en) | Process for continuous rolling of metallic blank | |
US4007617A (en) | Method of rolling metal blanks | |
WO2020189140A1 (en) | Method for manufacturing seamless square steel tube | |
US6360575B1 (en) | Calibration of an instrument for the cold-rolling of tubes | |
RU2169050C2 (en) | Channel bar production method | |
JP2726574B2 (en) | Method of manufacturing cold rolled stainless steel strip | |
RU2764911C1 (en) | Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base | |
RU2237529C1 (en) | Method for rolling round shapes | |
RU2060845C1 (en) | Method of making channel section | |
JP3606825B2 (en) | Precision rolling method for steel bars and wire rods | |
SU973196A1 (en) | Method of hot rolling of wide strips | |
US4245490A (en) | Thin rolled steel plate having unequal thickness | |
RU2255819C2 (en) | Grooved pass system of rolling mill rolls | |
JP2812213B2 (en) | Tube rolling method | |
SU1360831A1 (en) | Method of tube cold pilger rolling | |
SU837519A2 (en) | Method of producing workpiecies of articles such as diesel engine sleeves | |
JPH10166097A (en) | Production of different cross-section bar | |
JPH05277503A (en) | Manufacture of material having circular section | |
JPH11104711A (en) | Production method for seamless square shaped steel pipe | |
RU2314883C1 (en) | Square billet rolling method in reversing duo-stand of billet rolling mill |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110530 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160729 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200815 |