RU2498878C1

RU2498878C1 - Method of making profiled iron from scrap metal and device to this end

Info

Publication number: RU2498878C1
Application number: RU2012116234/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Аркадьевич Злобин
Original assignee: Анатолий Аркадьевич Злобин
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-11-20
Also published as: RU2012116234A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of light section from iron scrap at foundry-rolling plants. Liquid steel is produced by scrap remelting at smelting furnace. Steel is teemed in casting machine water-cooled annular mould revolved at 10-100 sec^-1 to obtain initial annular cast, its thickness and cross-section width being predefined. After crystallisation, annular billet is withdrawn from the revolving mould at 115-1250°C. Stretching-forming machine is used to cut the billet by shears and straightened at hydraulic unbender with annular billet cross-section bending deformation not exceeding 0.5-0.9 %. Obtained C-shape billet is straightened to straight strip between two roll by rolling in one pass. Note here that relative reduction makes 12-15%. Obtained rectangular strip is fed to continuous set of rolling mil to perform rolling with lengthwise strip separation with total stretching of 2.5-3.5 to produce preset length rolled stock at outlet of the last rolling mill.

EFFECT: dense fine-grained structure of cast billet, reduced total reduction in rolling.

8 cl, 7 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам производства мелкосортного проката в совмещенных литейно-прокатных агрегатах, включающих выплавку стали в сталеплавильной печи, разливку стали в исходную заготовку и прокатку исходной заготовки в прокатном стане при ограниченном объеме производства.The invention relates to metallurgy, and more particularly to methods for the production of small sections in combined foundry-rolling units, including steelmaking in a steelmaking furnace, steel casting into an initial billet, and rolling of an initial billet in a rolling mill with a limited production volume.

Известен способ получения мелкосортного проката в совмещенном литейно-прокатном агрегате (1), включающий выплавку стали в сталеплавильной печи, разливку стали в исходную заготовку, предварительный нагрев исходной заготовки перед прокаткой и прокатку в непрерывном прокатном стане с черновой, промежуточной и чистовой группами прокатных клетей.A known method of producing small sections in a combined casting and rolling unit (1), including steelmaking in a steelmaking furnace, casting steel into an initial billet, preheating the initial billet before rolling and rolling in a continuous rolling mill with a roughing, intermediate and finishing groups of rolling stands.

Недостатком известного способа является то, что исходная заготовка производится в машине непрерывного литья МНЛЗ, в которой кристаллизация слитка происходит в две стадии: формирование первичной корки слитка в медной водоохлаждаемой гильзе кристаллизатора и окончательная кристаллизация слитка по всему сечению в зоне вторичного охлаждения ЗВО. Эта двухстадийность определяет следующее:The disadvantage of this method is that the initial billet is produced in a continuous casting machine, in which the crystallization of the ingot occurs in two stages: the formation of the primary crust of the ingot in a copper water-cooled mold sleeve and the final crystallization of the ingot over the entire cross section in the secondary cooling zone of the ZVO. This two-stage process defines the following:

1. Наличие достаточно протяженной зоны вторичного охлаждения слитка, которая приводит к разности температуры заготовки по длине и необходимости подогрева и выравнивания температуры по сечению заготовки перед последующей прокаткой;1. The presence of a sufficiently extended zone of secondary cooling of the ingot, which leads to a difference in the temperature of the workpiece in length and the need for heating and equalization of temperature along the cross section of the workpiece before subsequent rolling;

2. Наличие достаточно рыхлой осевой зоны слитка, с наличием газовых пор и ликвационной неоднородности, которая приводит к необходимости избыточной прокатной деформации с суммарной вытяжкой 9-:-12 для подавления осевой рыхлости и формирования требуемого уровня механических характеристик проката.2. The presence of a sufficiently loose axial zone of the ingot, with the presence of gas pores and segregation heterogeneity, which leads to the need for excessive rolling deformation with a total hood of 9 -: - 12 to suppress axial friability and the formation of the required level of rolling mechanical properties.

Технологическая схема подачи жидкой стали в гильзу кристаллизатора определяет минимально возможное разливаемое сечение исходной заготовки - квадрат 80×80-100×100 мм, что приводит к необходимости избыточной прокатной деформации при производстве мелкого сорта диаметром 8-16 мм, и, следовательно, избыточно мощному прокатному стану с наличием черновой, промежуточной и чистовой групп прокатных клетей, и высокой оптимальной производительностью прокатного стана 250-500 тыс тонн в год.The technological scheme for feeding liquid steel to the mold sleeve determines the minimum possible castable cross section of the initial billet - a square of 80 × 80-100 × 100 mm, which leads to the need for excessive rolling deformation in the production of small grades with a diameter of 8-16 mm, and, therefore, excessively powerful rolling I will become a mill with a rough, intermediate and finishing groups of rolling stands, and a high optimal productivity of the rolling mill of 250-500 thousand tons per year.

При объемах производства мелкосортного проката 250-:-500 тыс тонн в год эти отрицательные факторы известной технологии (1) нивелируются, но при попытке применить известный способ производства при годовом объеме производства 10-:-50 тыс тонн приводят к избыточным капитальным и производственным затратам.With the production volumes of small-sized rolled products of 250 -: - 500 thousand tons per year, these negative factors of the known technology (1) are leveled, but when you try to apply the known production method with an annual production volume of 10 -: - 50 thousand tons lead to excessive capital and production costs.

Наиболее близким аналогом заявленных способа производства мелкосортного проката и устройства для его осуществления является литейно-прокатный комплекс металлургического мини-завода для получения мелкосортового проката из металлолома (2), включающий литейный участок с дуговой электросталеплавильной печью, машиной разливки стали в исходную Заготовку, прокатный участок с печью для нагрева литых Заготовок перед прокаткой, прокатным станом. Разливку стали проводят на установке разливки под регулируемым давлением с неподвижной разливочной камерой и механизмом поточной подачи кассет-кристаллизаторов, прокатный стан выполнен полунепрерывным, с черновой и непрерывной группой клетей.The closest analogue of the claimed method for the production of small sections and a device for its implementation is a casting and rolling complex of a metallurgical mini-plant for producing small sections from scrap metal (2), including a casting section with an electric arc furnace, a steel casting machine in the initial billet, a rolling section with furnace for heating cast billets before rolling, rolling mill. Steel casting is carried out at a controlled-pressure casting unit with a fixed casting chamber and a feed mechanism for crystallizer cassettes, the rolling mill is semi-continuous, with a rough and continuous group of stands.

Недостатком известного комплекса (2) является избыточное исходное сечение заготовки для производства мелкосортного проката, приводящее к тем же результатам, что и в известном способе (1). Длительный период полной кристаллизации исходной заготовки 4-:-6 минут, ее неравномерному остыванию по длине, необходимости предварительного нагрева заготовки перед прокаткой, наличию в прокатном стане черновой обжимной клети, избыточной суммарной вытяжке для подавления осевой рыхлости заготовки при производстве мелкосортного проката с требуемым уровнем механических характеристик.A disadvantage of the known complex (2) is the excess initial cross section of the billet for the production of short products, leading to the same results as in the known method (1). A long period of complete crystallization of the initial billet 4 -: - 6 minutes, its uneven cooling along the length, the need to preheat the billet before rolling, the presence in the rolling mill of a rough crimp stand, excessive total extraction to suppress axial friability of the billet in the production of small sections with the required level of mechanical characteristics.

Изобретение устраняет недостатки известных способов.The invention eliminates the disadvantages of the known methods.

Техническим результатом заявленного способа и устройства является формирование плотной мелкокристаллической структуры литой заготовки, а также снижение суммарной вытяжки при прокатке.The technical result of the claimed method and device is the formation of a dense small-crystalline structure of the cast billet, as well as a decrease in the total drawing during rolling.

Технический результат достигается тем, что в известном способе (2) производства стального мелкосортного проката из металлолома на совмещенном литейно-прокатном агрегате, включающем выплавку стали в электросталеплавильной печи, разливку стали на машине литья с получением исходной литой Заготовки, прокатку исходной заготовки в сортовой прокат, по меньшей мере, в две линии, согласно изобретению, разливку стали производят во вращающийся с угловой скоростью 10-100 сек^-1 водоохлаждаемый кольцевой кристаллизатор машины литья заготовки с получением исходной литой заготовки в виде кольцевой заготовки в количестве 60-180 шт./час, толщину h_заг и ширину Ь_заг сечения которой предварительно задают выражением:The technical result is achieved by the fact that in the known method (2) of the production of small-sized rolled steel from scrap metal at a combined foundry-rolling unit, including steel smelting in an electric steel furnace, steel casting on a casting machine to obtain an initial cast billet, rolling the initial billet into long products, at least two lines of the invention produce a steel casting in rotating with an angular velocity of 10-100 s ^-1 annular water-cooled mold casting machine with obtaining . iem original cast billet in the form of an annular workpiece in an amount of 60-180 units / hour, the thickness h and width b _zag _zag section is preset by the expression:

h_заг=d_пр*L_пр/(K_д*D_заг), мм,h _zag = d _pr * L _pr / (K _d * D _zag ), mm,

где d_пр - диаметр проката, 8-25 мм,where d _CR - the diameter of the hire, 8-25 mm,

L_пр - заданная длина проката, 6-12 м,L _CR - the specified length of hire, 6-12 m,

D_заг - средний диаметр кольцевой заготовки, 0,7-1,5 м,D _zag - the average diameter of the annular workpiece, 0.7-1.5 m,

K_д - коэффициент деформации, равный 3,5-8,0,K _d - strain coefficient equal to 3.5-8.0,

b_заг=k_ф*(d_пр)²/h_заг*n, мм,b _zag = k _f * (d _ol ) ² / h _zag * n, mm,

где n - количество линий прокатки, равное 2-6,where n is the number of rolling lines equal to 2-6,

k_ф - коэффициент формы проката, равный 2,0-3,5,k _f - the coefficient of the form of hire, equal to 2.0-3.5,

по окончании кристаллизации стали исходную кольцевую заготовку при температуре 115-1250°C удаляют из кристаллизатора, без остановки его вращения, и направляют в правильно-деформирующую машину, в которой ее разрезают на ножницах и разгибают посредством гидравлического разгиба с величиной деформации изгиба поперечного сечения кольцевой заготовки ε_изг, не превышающей 0,5-0,9%, с получением промежуточной заготовки С-образной формы, которую затем правят в прямолинейную полосу между двух валков прокаткой в один проход, величина относительного обжатия при этом составляет 2.2-1.5%, полученную прямолинейную полосу задают в непрерывную группу прокатного стана и ведут прокатку с продольным разделением полосы с величиной суммарной вытяжки при прокатке 2,5-3,5 и получением на выходе из последней чистовой прокатной клети проката требуемой длины L_пр.upon crystallization of the steel, the initial ring billet at a temperature of 115-1250 ° C is removed from the mold without stopping its rotation, and sent to a correctly deforming machine, in which it is cut on scissors and unbent by means of hydraulic expansion with the bending strain of the cross section of the ring billet ε _izg , not exceeding 0.5-0.9%, with obtaining an intermediate billet of a C-shape, which is then straightened into a straight line between two rolls by rolling in one pass, the value of the relative the compression in this case is 2.2-1.5%, the obtained straight strip is set into a continuous group of the rolling mill and rolling is carried out with longitudinal separation of the strip with the total drawdown during rolling 2.5-3.5 and obtaining the desired length at the exit from the last finishing rolling stand L _pr

Поскольку размеры сечения исходной кольцевой заготовки выбраны максимально приближенными к размерам готового мелкосортного проката и толщина h_заг находится в интервале 15-:-35 мм, то время кристаллизации исходной кольцевой Заготовки не превышает 60 секунд. При этом, под действием гравитационных сил и высоких скоростей охлаждения формируется плотная мелкокристаллическая структура сечения кольцевой заготовки без литейных пороков, присущих литым заготовкам по известным способам (1, 2). Кольцевая заготовка по окончании кристаллизации по всей длине имеет одинаковую температуру 1150-:-1250°C, и появляется возможность прокатного передела без предварительного подогрева. По окончании кристаллизации исходной кольцевой заготовки ее, при температуре 1150-:-1250°C, удаляют из кристаллизатора без остановки его вращения, при этом обеспечивается темп выдачи кольцевых заготовок из машины литья заготовки 60-:-180 штук в час. Далее исходную кольцевую заготовку в правильно деформирующей машине разрезают на ножницах, предварительно разгибают гидравлическим разгибом с величиной деформации изгиба ε_изг поперечного сечения кольцевой заготовки, не превышающей 0,5-:-0,9%, с получением промежуточной заготовки С-образной формы. Промежуточную заготовку С-образной формы немедленно правят прокаткой между двух валков в один проход в прямолинейную полосу. Величина относительного обжатия при этом составляет 12-:-15%. Величина предварительной деформации ε_изг выбрана из условия предотвращения появления поверхностных трещин на кольцевой заготовке в зоне растягивающих напряжений. На получение прямолинейной полосы в правильно-деформирующей машине затрачивается 5-:-10 секунд, что, при скорости снижения температуры 15-:-20 град/сек, приводит к потере температуры полосы на 100-:-150 градусов. Температура полосы 1050-:-1100°C позволяет прокатку без предварительного подогрева. Поскольку прямоугольная форма и толщина полосы максимально приближены к размеру готового мелкосортного проката, то оборудование стана тоже минимизировано и состоит только из чистовой непрерывной группы прокатных клетей. Прокатку ведут с продольным разделением полосы на 2-:-6 линий прокатки с величиной суммарной деформации 2,5-:-3,5, с получением на выходе из последней чистовой прокатной клети сортового проката требуемой длины L_пр. Целесообразность прокатки в несколько линий обусловлена достижением требуемой производительности способа и требуемой длиной проката L_пр, находящейся в интервале 6-:-12 метров.Since the cross-sectional dimensions of the initial ring billet are selected as close as possible to the sizes of the finished small-sized rolled products and the thickness h _zag is in the range 15 -: - 35 mm, the crystallization time of the initial ring billet does not exceed 60 seconds. At the same time, under the influence of gravitational forces and high cooling rates, a dense fine-crystalline cross-sectional structure of the ring billet is formed without casting defects inherent in cast billets by known methods (1, 2). The ring billet at the end of crystallization along the entire length has the same temperature of 1150 -: - 1250 ° C, and it becomes possible to redistribute without preheating. After crystallization of the initial ring billet is finished, at a temperature of 1150 -: - 1250 ° C, it is removed from the mold without stopping its rotation, while the rate of delivery of ring billets from the casting machine is 60 -: - 180 pieces per hour. Next, the initial ring billet in a properly deforming machine is cut with scissors, pre-bent by hydraulic bending with a bending strain ε _{of the} cross section of the ring billet not exceeding 0.5 -: - 0.9%, to obtain an intermediate C-shaped billet. The C-shaped intermediate preform is immediately ruled by rolling between two rolls in a single pass into a straight strip. The relative reduction in this case is 12 -: - 15%. The value of the preliminary deformation ε _{ar is} selected from the condition of preventing the appearance of surface cracks on the annular workpiece in the zone of tensile stresses. It takes 5 -: - 10 seconds to get a straight strip in a correctly deforming machine, which, when the temperature decreases at 15 -: - 20 deg / s, leads to a loss of strip temperature by 100 -: - 150 degrees. Strip temperature 1050 -: - 1100 ° C allows rolling without preheating. Since the rectangular shape and strip thickness are as close as possible to the size of the finished small sections, the mill equipment is also minimized and consists only of a finishing continuous group of rolling stands. Rolling is carried out with a longitudinal division of the strip into 2 -: - 6 rolling lines with a total strain of 2.5 -: - 3.5, with obtaining, at the exit from the last finishing mill stand, long products of the required length L, _etc. The feasibility of rolling in several lines is due to the achievement of the required performance of the method and the required rental length L _CR located in the interval 6 -: - 12 meters.

Кроме того, в изобретении жидкую сталь предлагается получать на установке электрошлакового переплава ЭШП с расходуемым электродом, из тигля которой, периодически, с частотой 1-:-3 мин^-1, выпускать сталь непосредственно в машину разливки стали без применения сталеразливочного ковша. Отсутствие больших емкостей с жидкой сталью, которые нужно поднимать, перемещать, опрокидывать позволяет дополнительно существенно снизить капитальные затраты на производственном здании и крановом хозяйстве, снизить опасность производства. Открывает возможность размещения производства в промышленных зданиях общепромышленного назначения, например бывших заводов ЖБИ. В качестве расходуемого электрода ЭШП предлагается использовать рельсовый лом длиной 6-:-12 метров. Корректировку химического состава стали производят введением легирующих добавок в шлак.In addition, the invention proposes to produce liquid steel at an electroslag EAF remelting unit with a consumable electrode, from which, periodically, with a frequency of 1 -: - 3 min ^-1 , to release steel directly into the steel casting machine without the use of a steel ladle. The absence of large tanks with liquid steel, which must be lifted, moved, tipped over, can further significantly reduce capital costs at the production building and crane facilities, and reduce the risk of production. It opens up the possibility of placing production in industrial buildings of general industrial use, for example, former precast concrete plants. It is proposed to use rail scrap 6 -: - 12 meters long as a consumable ESR electrode. Correction of the chemical composition of steel is carried out by introducing alloying additives into the slag.

Для предотвращения вторичного окисления жидкой стали, разливку в исходную кольцевую заготовку предлагается вести в среде инертного газа, например аргона или азота.To prevent the secondary oxidation of liquid steel, casting into the initial ring billet is proposed to be carried out in an inert gas, such as argon or nitrogen.

Технический результат достигается тем, что известный (2) литейно-прокатный агрегат для производства мелкосортного проката из металлолома содержит плавильную печь, машину литья заготовки и прокатный стан, согласно изобретению, снабжен правильно-деформирующей машиной с механизмом резки исходной кольцевой заготовки, гидравлическим разгибом, роликовой проводкой для получения промежуточной заготовки С-образной формы, двумя консольными прокатными валками с приводом и проводкой на входной стороне валков, выполненной с возможностью задачи в валки промежуточной заготовки С-образной формы. Калибровка валков позволяет прокатывать заготовку С-образной формы с относительным обжатием 12-15% На выходной стороне от валков установлена линейная проводка для направления выправленной прокаткой прямолинейной полосы в прокатный стан, состоящий из чистовой непрерывной группы прокатных горизонтальных клетей. Калибровка на валках непрерывной группы стана обеспечивает суммарную вытяжку 2,5-3,5 для получения на выходе из последней клети стана проката требуемой длины L_пр. Машина литья Заготовки содержит водоохлаждаемый разъемный кольцевой кристаллизатор с вертикальной осью вращения и нижней горизонтальной стенкой из огнеупорного бетона, выполненной в виде плоского диска с кольцевой канавкой каплевидной формы на периферийной части, с возможностью автоматического опускания в момент выдачи кольцевой заготовки из машины литья заготовки без остановки вращения кольцевого кристаллизатора. Центр масс кольцевой канавки совпадает с вертикальной осью питателя для подачи жидкой стали в кольцевую полость кристаллизатора.The technical result is achieved by the fact that the known (2) casting and rolling unit for the production of low-grade rolled metal from scrap contains a melting furnace, a billet casting machine and a rolling mill, according to the invention, is equipped with a correct deforming machine with a mechanism for cutting the initial ring billet, hydraulic extension, roller wiring to obtain an intermediate C-shaped workpiece, two cantilever rolling rolls with a drive and wiring on the input side of the rolls, made with the possibility of the task intermediate preform rolls C-shaped. Calibration of the rolls allows rolling a C-shaped workpiece with a relative compression of 12-15%. On the output side of the rolls, linear wiring is installed to guide the straightened straight strip into the rolling mill, consisting of a continuous continuous group of rolling horizontal stands. Calibration on the rolls of the continuous group of the mill provides a total exhaust of 2.5-3.5 to obtain at the exit from the last stand of the rolling mill the required length L _pr The Billet casting machine contains a water-cooled split ring mold with a vertical axis of rotation and a horizontal horizontal wall of refractory concrete made in the form of a flat disk with a drop-shaped annular groove on the peripheral part, with the possibility of automatic lowering at the moment of issuing the ring billet from the casting machine without stopping rotation ring crystallizer. The center of mass of the annular groove coincides with the vertical axis of the feeder for feeding liquid steel into the annular cavity of the mold.

На Фиг.1 приведена схема расположения оборудования по предлагаемому способу; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг 3 - сечение Б-Б; на фиг.4 - сечение В-В; на фиг.5 - Вид Д; на фиг.6 - Вид Е; на фиг.7 - Вид Ж.Figure 1 shows the layout of equipment according to the proposed method; figure 2 is a section aa; Fig.3 is a section bB; figure 4 - section bb; figure 5 - View D; figure 6 - View E; Fig.7 - View J.

Лишейно-прокатный агрегат для осуществления предлагаемого способа содержит сталеплавильную печь 4, машину литья Заготовки 5, прокатный стан 7. Машина для разливки стали 5 содержит водоохлаждаемый кольцевой кристаллизатор 17,с вертикальной осью вращения, кристаллизатор 17 выполнен разъемным, с возможностью автоматического опускания нижней горизонтальной стенки 18, выполненной в виде плоского диска из огнеупорного бетона, имеющего на своей периферийной части кольцевую канавку 19 капле видной формы. Центр масс сечения кольцевой канавки 19 совпадает с вертикальной осью питателя 20 подачи жидкой стали из сталеразливочного ковша 2 6 в кольцевую полость кристаллизатора 17. Горизонтальная стенка 18 имеет привод вращения 40 и привод вертикального перемещения 25. Корпус кристаллизатора 17 фиксируется в пространстве и приводится во вращение опорными роликами 41. По внутренней поверхности корпуса 24 машины литья заготовки 5, смонтирован направляющий желоб 21, в виде витка расширяющейся от оси вращения кристаллизатора спирали. Направляющий желоб 21 задает траекторию движения кольцевой заготовки 16 при ее выдаче из машины литья заготовки 5. В корпусе со стороны выдачи кольцевой заготовки установлена камера замедления 22, в которой по траектории движения кольцевой заготовки в несколько рядов вертикально подвешены замедлители 23, выполненные из стальных цепей. Литейно-прокатный агрегат дополнительно содержит правильно-деформирующую машину 6, с механизмом резки кольцевой заготовки 27, гидравлическим разгибом 28, роликовой проводки 29, с возможностью получения промежуточной заготовки С-образной формы 30. Правильно-деформирующая машина 6 также содержит два консольных прокатных валка 31 с приводом 32, проводку на входной стороне валков 33, с возможностью задачи в валки промежуточной заготовки С-обраЗной формы 30. Калибровка валков 31 позволяет прокатывать заготовку С-образной формы 30 с относительным обжатием 12-15%. На выходной стороне от валков 31 установлена линейная проводка 34, направляющая выправленную прокаткой прямолинейную полосу 35 в прокатный стан 7. Прокатный стан 7 состоит только из чистовой непрерывной группы прокатных клетей 36, все прокатные клети 36 выполнены горизонтальными, калибровка на валках непрерывной группы стана 7 обеспечивает суммарную вытяжку 2,5-3,5 для получения на выходе из последней клети стана проката требуемой длины L_пр. Гидравлический разгиб 28 и роликовая проводка 29 смонтированы на раме 37, имеющей горизонтальную ось вращения с возможностью перевода промежуточной заготовки С-образной формы 30 в вертикальное положение перед задачей в валки 31 правильно-деформирующей машины 6. Индукционный нагреватель 10, расположенный перед правильно-деформирующей машиной, содержит водоохлаждаемый индуктор 38 из медной прямоугольной трубы, во внутреннюю полость индуктора вставлена шайба 39 из огнеупорного бетона с возможностью вертикального перемещения.The excess-rolling unit for implementing the proposed method comprises a steel furnace 4, a casting machine Billets 5, a rolling mill 7. The steel casting machine 5 contains a water-cooled ring mold 17, with a vertical axis of rotation, the mold 17 is detachable, with the possibility of automatic lowering of the lower horizontal wall 18, made in the form of a flat disk made of refractory concrete, having on its peripheral part an annular groove 19 of a droplet of a prominent shape. The center of mass of the cross section of the annular groove 19 coincides with the vertical axis of the liquid steel feeder 20 from the casting ladle 2 6 into the annular cavity of the mold 17. The horizontal wall 18 has a rotation drive 40 and a vertical movement drive 25. The mold body 17 is fixed in space and rotated by the support rollers 41. On the inner surface of the housing 24 of the workpiece casting machine 5, a guide chute 21 is mounted, in the form of a coil expanding from the axis of rotation of the spiral mold. The guide chute 21 defines the path of the annular blank 16 when it is discharged from the casting machine 5. In the housing, on the delivery side of the annular blank there is a deceleration chamber 22, in which moderators 23 made of steel chains are vertically suspended along the path of the annular blank. The casting and rolling unit further comprises a correct deforming machine 6, with a mechanism for cutting an annular billet 27, hydraulic extension 28, a roller wiring 29, with the possibility of obtaining an intermediate billet of a C-shape 30. The correct deforming machine 6 also contains two cantilever rolling rolls 31 with a drive 32, wiring on the input side of the rolls 33, with the possibility of tasks in the rolls of the intermediate blank C-shaped 30. Calibration of the rolls 31 allows you to roll the blank C-shaped 30 with relative crimping iem 12-15%. A linear wiring 34 is installed on the output side from the rolls 31, directing the straightened strip 35 straightened by rolling to the rolling mill 7. The rolling mill 7 consists of only a finishing continuous group of rolling stands 36, all rolling stands 36 are horizontal, and calibration on the rolls of the continuous group of rolling mill 7 provides a total hood of 2.5-3.5 to obtain at the exit from the last stand of the rolling mill the required length L _PR Hydraulic extension 28 and roller wiring 29 are mounted on a frame 37 having a horizontal axis of rotation with the possibility of transferring the intermediate blank of the C-shape 30 to a vertical position before the task in the rolls 31 of the correct deforming machine 6. An induction heater 10 located in front of the correct deforming machine contains a water-cooled inductor 38 from a rectangular copper pipe, a washer 39 made of refractory concrete with the possibility of vertical movement is inserted into the inner cavity of the inductor.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Производство мини-завода размещено в двухпролетном здании Фиг.1. В пролете 1 расположено основное технологическое оборудование, в пролете 2 размещены склад металлолома 12, механическая мастерская 15, ремонтный слесарный участок 14, мастерская ремонта электрооборудования 13. Компактное размещение всех вспомогательных служб в одном пролете 2 обусловлено минимизацией технологического оборудования достаточного для производства мелкосортного проката в объеме 10-:-50 тыс тонн в год. Подготовленный металлолом засыпается в завалочное устройство 3, выполненное в виде бункера с вибрационным столом. Бункер установлен на рельсовую тележку, которая после заполнения бункера металлоломом, по рельсовому пути перемещается из склада 12 на рабочую площадку индукционной печи 4. Завалочное устройство останавливается напротив тигля индукционной печи 4, по команде оператора включается вибрационный стол и металлолом подается в тигель печи, начинается выплавка стали. Полученная жидкая сталь переливается в сталеразливочный ковш 26, который краном устанавливается на разливочный стенд машины литья Заготовки 5. После проведения подготовительных операций (взвешивание ковша 26, замер температуры стали и др.), включается привод вертикального перемещения нижней стенки 18 кристаллизатора 17 и нижняя стенка 18 плотно прижимается к, кольцевой части кристаллизатора 17 (фиг.2). Затем включаются привод 4 0 вращения нижней стенки 18 и приводы вращения опорных роликов 41. Кольцевой кристаллизатор 17 с нижней стенкой 18 начинают вращать ускоренно, набирая требуемую угловую скорость 10-100 сек^-1. Требуемая величина угловой скорости необходима для эффективного воздействия на условия кристаллизации слитка гравитационным полем. Для этого необходимо, чтобы центробежное ускорение составляло:The production of the mini-plant is located in the two-span building of Figure 1. In span 1, the main technological equipment is located, in span 2 there is a scrap metal warehouse 12, a mechanical workshop 15, a repair shop 14, a workshop for repairing electrical equipment 13. The compact placement of all auxiliary services in one span 2 is due to the minimization of the technological equipment sufficient for the production of small sections in volume 10 -: - 50 thousand tons per year. Prepared scrap metal is poured into the filling device 3, made in the form of a hopper with a vibrating table. The hopper is mounted on a rail carriage, which, after filling the hopper with scrap metal, moves along the rail track from the warehouse 12 to the working platform of the induction furnace 4. The filling device stops opposite the crucible of the induction furnace 4, a vibrating table is turned on and the scrap is fed into the crucible of the furnace, and smelting begins become. The resulting liquid steel is poured into a steel pouring ladle 26, which is installed by a crane onto the casting stand of the casting machine. Workpieces 5. After carrying out preparatory operations (weighing the ladle 26, measuring the temperature of the steel, etc.), the drive for moving the bottom wall 18 of the mold 17 and the bottom wall 18 is turned on tightly pressed against the annular part of the mold 17 (figure 2). Then, the rotation drive 4 0 of the lower wall 18 and the rotation drives of the support rollers 41 are turned on. The annular mold 17 with the lower wall 18 starts to rotate rapidly, gaining the required angular velocity of 10-100 sec ^-1 . The required value of the angular velocity is necessary for effective influence on the crystallization conditions of the ingot by the gravitational field. For this it is necessary that centrifugal acceleration is:

а_ц=(100-:-500)g, где g=9,8 м/с².and _c = (100 -: - 500) g, where g = 9.8 m / s ² .

По команде оператора открывается затвор ковша 26 и жидкая сталь по трубчатому питателю 20, через кольцевую канавку 19, расположенную на периферийной части нижней стенки 18, начинает подаваться в кольцевую полость кристаллизатора 17. Вертикальная ось питателя 20, для сокращения пути жидкой стали до охлаждаемой цилиндрической поверхности кольцевого кристаллизатора 17, смещена относительно оси вращения кристаллизатора 17 на величину 0,7-:-0,85 D_заг. Для предотвращения вторичного окисления стали в корпус 24 машины литья Заготовки 5 подается инертный газ, аргон или азот, и питатель 20 герметично смонтирован на корпусе 24. Поскольку вертикальная ось питателя 20 совпадает с центром масс кольцевой канавки 19, имеющей каплевидную форму поперечного сечения, обеспечивается ровное равномерное без брызг и наплывов на боковые стенки, заполнение сталью по образующей цилиндрической поверхности кольцевого кристаллизатора 17.At the command of the operator, the bucket shutter 26 and liquid steel are opened through the tubular feeder 20, through the annular groove 19 located on the peripheral part of the lower wall 18, begins to be fed into the annular cavity of the mold 17. The vertical axis of the feeder 20, to reduce the path of the molten steel to the cooled cylindrical surface ring mold 17, offset relative to the axis of rotation of the mold 17 by a value of 0.7 -: - 0.85 D _zag . To prevent secondary oxidation of steel, inert gas, argon, or nitrogen is supplied to the body 24 of the Billet 5 casting machine, and the feeder 20 is hermetically mounted on the body 24. Since the vertical axis of the feeder 20 coincides with the center of mass of the annular groove 19 having a drop-shaped cross-section, it ensures an even uniform without splashes and sagging on the side walls, filling with steel along the generatrix of the cylindrical surface of the annular crystallizer 17.

Для формирования слитка, имеющего низкий уровень литьевых пороков, необходимо обеспечить условия, при которых секундный объем подаваемой в полость кольцевого кристаллизатора 17 жидкой стали равнялся приращению объема твердой фазы в исходном кольцевом слитке 16, т.е. скорость заливки должна соответствовать скорости кристаллизации металла. Это условие обеспечивается программируемым блоком управления открытием затвора сталеразливочного ковша 26. Оператор переводит управление затвором в автоматический режим, и управляющий процессор выбирает из базы нужный режим заполнения. При этом идет непрерывный мониторинг текущего веса заливки. Если обнаружено отклонение фактической скорости заливки от заданной скорости, вводится корректирующая команда. Выбранный вес слитка в пределах 40-:-95 кг и время заливки 15-:35 секунд обеспечивают требуемую точность по весу слитка 0,5 кг. Выполнение условия постоянства веса исходной кольцевой заготовки 16 важно, поскольку на этом условии основан предварительный расчет толщины b_заг и ширины b_заг для получения проката требуемого сечения d_пр и длины L_пp с минимальной величиной концевой обрези.To form an ingot having a low level of casting defects, it is necessary to ensure the conditions under which the second volume of liquid steel fed into the cavity of the ring crystallizer 17 is equal to the increment of the volume of the solid phase in the initial ring ingot 16, i.e. pouring speed should correspond to the crystallization rate of the metal. This condition is provided by the programmable control unit for opening the shutter of the steel pouring ladle 26. The operator puts the shutter control in automatic mode, and the control processor selects the desired filling mode from the database. In this case, there is continuous monitoring of the current fill weight. If a deviation of the actual pouring speed from the set speed is detected, a correction command is entered. The selected weight of the ingot within 40 -: - 95 kg and the casting time of 15-: 35 seconds provide the required accuracy for the weight of the ingot 0.5 kg. Fulfillment of the condition of constant weight of the initial ring billet 16 is important, since a preliminary calculation of the thickness b _zag and the width b _{zag is} based on this condition to obtain the desired rolled section d _pr and length L _pp with a minimum value of the end trim.

Толщину h_заг, и ширину b_заг сечения кольцевой заготовки предварительно определяют из выраженияThe thickness h _zag and the width b _{zag of the} cross section of the annular blank are preliminarily determined from the expression

h_заг=d_пр*L_пр/(K_д*D_заг), ммh _zag = d _pr * L _pr / (K _d * D _zag ), mm

где d_пр - диаметр проката, 8-25 мм;where d _CR - the diameter of the hire, 8-25 mm;

L_пр - требуемая длина проката, 6-12 м;L _CR - the required length of hire, 6-12 m;

D_заг - средний диаметр кольцевой заготовки, 0,7-1,5 м;D _zag - the average diameter of the annular blank, 0.7-1.5 m;

K_д - коэффициент деформации, находится в интервале 3,5-8,0.K _d - strain coefficient, is in the range of 3.5-8.0.

b_заг=k_ф*(d_пр)²/h_заг*n, мм;b _zag = k _f * (d _ol ) ² / h _zag * n, mm;

где n - количество линий прокатки 2-6;where n is the number of rolling lines 2-6;

k_ф - коэффициент формы, находится в интервале 2,0-3,5.k _f - form factor, is in the range of 2.0-3.5.

Зависимость скорости роста толщины твердой фазы слитка от времени нелинейная. В первые 15 секунд от начала заливки можно принять, что корка твердой фазы слитка растет 1 мм/сек. Вторые 10 секунд - 0,5 мм/сек и т.д., в итоге за 60 секунд толщина сечения закристаллизовавшегося слитка будет равна 30 мм. Для предлагаемого способа определен оптимальный диапазон толщины сечения исходной кольцевой заготовки 16, находящийся в интервале 15-:-35 мм. Увеличение толщины h_заг свыше 35 мм приводит к резкому росту времени кристаллизации кольцевой Заготовки 17, что, с одной стороны, снижает производительность процесса, а с другой стороны, при замедлении скорости кристаллизации, увеличивает вероятность образования литьевых пороков в слитке, увеличивающих величину необходимой прокатной деформации. Снижение толщины кольца меньше 15 мм резко уменьшает жесткость исходной кольцевой заготовки 16, что осложняет ее извлечение из кольцевого кристаллизатора 17 и последующую транспортировку до правильно деформирующей машины 6. Кроме того, резко возрастает скорость остывания тонкой кольцевой заготовки 16, и ее последующая прокатка без промежуточного подогрева становится невозможной. По окончании кристаллизации стали и достижении исходной кольцевой заготовкой 16 температуры 1150-:-1250°C, подается команда на опускание нижней стенки 18 кристаллизатора 17, включается гидропривод 2 5 и нижняя стенка 18, выполненная в виде плоского диска опускается на требуемую величину зазора, на 3-5 мм превышающему ширину Ьэаг исходной кольцевой Заготовки 16. Поскольку температура заготовки 16 достигла 1150-:-1250°C, то начался процесс усадки стали, связанный с полиморфным превращением высокотемпературного феррита в аустенит. Начало усадки легко фиксируется ростом вибрации, связанной со смещением центра масс заготовки 16 относительно оси вращения кристаллизатора 17. При опускании нижней стенки 18 кристаллизатора 17, кольцевая заготовка 16 под действием силы тяжести, также начинает опускаться, при этом вращение кольцевого кристаллизатора 17 остается постоянным. Если кольцевая заготовка 16 самопроизвольно не опускается, то она извлекается из кольцевого кристаллизатора 17 принудительно выталкивателем. Когда зазор в кольцевом кристаллизаторе 17 достигает ширины b_заг, прекращается удерживание исходной кольцевой заготовки 16 цилиндрической поверхностью кристаллизатора 17. Положение исходной кольцевой заготовки 16 на плоской поверхности диска нижней стенки 18 становится неустойчивым, т.е. при незначительном смещении центра масс кольцевой заготовки 16 относительно оси вращения возникает центробежная сила, стремящаяся сбросить кольцевую заготовку 16. Привод вращения 40 нижней стенки 18 кристаллизатора 17 обеспечивает требуемую угловую скорость вращения для первоначального смещения и выдачи исходной кольцевой Заготовки 16 из машины литья заготовки 5. Кольцевая заготовка 16 под действием центробежной силы устремляется в образовавшийся зазор и попадает в направляющий желоб 21, смонтированный по внутренней поверхности корпуса 24 в виде витка расширяющейся от оси вращения кристаллизатора 17 спирали, см. Фиг.3. Направляющий желоб 21 задает траекторию движения кольцевой заготовки 16 при ее выдаче из машины литья заготовки 5. В корпусе 24 со стороны выдачи кольцевой заготовки 16 установлена камера замедления 22, в которой по траектории движения кольцевой заготовки 16, в несколько рядов, вертикально висят замедлители 23, выполненные из стальных цепей. Поскольку выдача исходной кольцевой заготовки 16 из машины литья заготовки 5 происходит без остановки вращения кристаллизатора 17, то обеспечивается темп выдачи кольцевой заготовки 60-180 штук в час. По инерции кольцевая заготовка 16 перемещается по рольгангу и попадает в приемное отверстие на раме 37 роликовой проводки правильно-деформирующей машины 6. Приемное отверстие выполнено на 20 мм большим внешнего диаметра исходной кольцевой заготовки 16, и она свободно проваливается в роликовую проводку в положение резки и разгиба. Далее, исходная кольцевая заготовка 16 в правильно деформирующей машине 6 разрезается на ножницах 27, предварительно разгибается гидравлическим разгибом 28, с величиной деформации изгиба поперечного сечения кольцевой заготовки 16 ε_изг, не превышающей 0,5-:-0,9%, с получением промежуточной заготовки С-образной формы 30, см. фиг.5. Затем, промежуточная заготовка С-образной формы 30 переводится в вертикальное положение поворотом рамы 37 роликовой проводки 29 относительно своей горизонтальной оси вращения на 90 градусов для задачи в прокатные валки 31, см. фиг.4. Включаются приводы вращения роликов роликовой проводки 29, и передний конец промежуточной заготовки С-образной формы 30 через входную проводку 33 задается в прокатные валки 31, см. фиг.6. Между двух валков 31 происходит правка прокаткой промежуточной заготовки С-образной формы 30 в один проход в прямолинейную полосу 35, величина относительного обжатия при этом, составляет 12-:-15%. На выходной стороне от валков 31 установлена линейная проводка 34, направляющая выправленную прокаткой прямолинейную полосу в прокатный стан 7. Прокатный стан 7 состоит только из чистовой непрерывной группы прокатных клетей 36, все прокатные клети 36 выполнены горизонтальными, калибровка на валках непрерывной группы стана 7 обеспечивает суммарную вытяжку 2,5-:-3,5 для получения на выходе из последней клети стана проката требуемой длины L_пр. Прокатка производится с продольным разделением на 2-:-6 линий. Необходимость прокатки в несколько линий обусловлена необходимостью достижения заданной производительности и оптимальным весом исходной кольцевой заготовки 16, находящимся в интервале 40-:-95 кг. На выходе из последней клети прокатного стана 7 установлена линия ускоренного охлаждения проката 8, в которой происходит закалка проката с температуры прокатки 900-:-950°C. Закалка повышает уровень механических характеристик мелкосортного проката. За линией ускоренного охлаждения прокат по отводящему рольгангу передается на холодильник 10, см. фиг.1. На холодильнике 10 прокат остывает, производится обрезка концов на ножницах холодной резки и упаковка в пакеты. Далее пакеты передаются краном на склад готовой продукции 11.The time dependence of the growth rate of the thickness of the solid phase of the ingot is nonlinear. In the first 15 seconds from the start of pouring, it can be assumed that the crust of the solid phase of the ingot grows 1 mm / sec. The second 10 seconds - 0.5 mm / s, etc., as a result, in 60 seconds the thickness of the cross section of the crystallized ingot will be 30 mm. For the proposed method, the optimal range of the thickness of the cross section of the original annular billet 16, which is in the range of 15 -: - 35 mm, is determined. The increase in the thickness h _zag over 35 mm leads to a sharp increase in the crystallization time of the annular Billet 17, which, on the one hand, reduces the productivity of the process, and on the other hand, when the crystallization rate is slowed down, it increases the likelihood of casting defects in the ingot, increasing the required rolling deformation . Reducing the thickness of the ring less than 15 mm dramatically reduces the stiffness of the original ring billet 16, which complicates its removal from the ring mold 17 and subsequent transportation to a correctly deforming machine 6. In addition, the cooling rate of the thin ring billet 16 increases sharply and its subsequent rolling without intermediate heating becomes impossible. Upon completion of the crystallization of steel and the initial ring billet 16 reaches a temperature of 1150 -: - 1250 ° C, a command is issued to lower the lower wall 18 of the mold 17, the hydraulic actuator 2 5 is turned on and the lower wall 18, made in the form of a flat disk, is lowered by the required clearance, by 3-5 mm exceeding the width of the Leag of the initial ring Blank 16. Since the temperature of the blank 16 reached 1150 -: - 1250 ° C, the process of steel shrinkage began, associated with the polymorphic conversion of high-temperature ferrite to austenite. The beginning of shrinkage is easily fixed by the growth of vibration associated with the displacement of the center of mass of the workpiece 16 relative to the axis of rotation of the mold 17. When lowering the bottom wall 18 of the mold 17, the annular workpiece 16 also starts to fall under the action of gravity, while the rotation of the ring mold 17 remains constant. If the annular preform 16 does not spontaneously drop, then it is removed from the annular crystallizer 17 by a forced ejector. When the gap in the annular mold 17 reaches a width b _zag , the initial ring preform 16 is no longer supported by the cylindrical surface of the mold 17. The position of the original ring preform 16 on the flat surface of the disk of the lower wall 18 becomes unstable, i.e. with a slight displacement of the center of mass of the ring billet 16 relative to the axis of rotation, a centrifugal force arises, striving to drop the ring billet 16. The rotation drive 40 of the bottom wall 18 of the mold 17 provides the required angular rotation speed for the initial displacement and delivery of the original ring billet 16 from the billet casting machine 5. Ring the workpiece 16 under the action of centrifugal force rushes into the resulting gap and enters the guide groove 21 mounted on the inner surface of the housing 24 in in the form of a coil expanding from the axis of rotation of the mold 17 of the spiral, see Figure 3. The guide chute 21 defines the path of the annular workpiece 16 when it is dispensed from the workpiece casting machine 5. In the housing 24, on the delivery side of the annular workpiece 16, a deceleration chamber 22 is installed, in which retarders 23 hang vertically along the path of the workpiece 16, vertically made of steel chains. Since the issuance of the initial ring billet 16 from the casting machine of the billet 5 occurs without stopping the rotation of the mold 17, the rate of delivery of the ring billet is 60-180 pieces per hour. By inertia, the annular billet 16 moves along the roller table and enters the receiving hole on the frame 37 of the roller wiring of the deforming machine 6. The receiving bore is 20 mm larger than the outer diameter of the original ring billet 16, and it freely falls into the roller wiring to the cutting and bending position . Further, the initial annular billet 16 in the correctly deforming machine 6 is cut into scissors 27, preliminarily unbent by hydraulic extension 28, with a bending strain of the cross section of the annular billet 16 ε _ex , not exceeding 0.5 -: - 0.9%, with the intermediate C-shaped blanks 30, see FIG. 5. Then, the intermediate blank of the C-shaped form 30 is translated into a vertical position by rotating the frame 37 of the roller wiring 29 relative to its horizontal axis of rotation by 90 degrees for the task in the rolling rolls 31, see figure 4. The rotation drives of the rollers of the roller wiring 29 are turned on, and the front end of the intermediate blank of the C-shape 30 through the input wiring 33 is set in the rolling rolls 31, see Fig.6. Between the two rolls 31, straightening by rolling the intermediate blank of the C-shape 30 takes place in one pass into the straight strip 35, the relative reduction in this case is 12 -: - 15%. A linear wiring 34 is installed on the output side from the rolls 31, directing the straightened strip straightened by rolling to the rolling mill 7. The rolling mill 7 consists only of a finishing continuous group of rolling stands 36, all rolling stands 36 are horizontal, calibration on the rolls of the continuous group of rolling mill 7 provides a total cooker hood 2.5 -: - 3.5 to obtain the desired length L _ex Rolling is performed with a longitudinal division into 2 -: - 6 lines. The need for rolling in several lines is due to the need to achieve a given performance and the optimal weight of the original ring billet 16, which is in the range 40 -: - 95 kg. At the exit from the last stand of the rolling mill 7, an accelerated cooling line for rolling 8 is installed, in which the rolling is quenched from a rolling temperature of 900 -: - 950 ° C. Hardening increases the level of mechanical characteristics of short products. Behind the accelerated cooling line, the rental along the discharge roller table is transferred to the refrigerator 10, see Fig. 1. On the refrigerator 10, the rental cools, the ends are trimmed on cold cutting shears and packaged in bags. Next, the packages are transferred by crane to the finished product warehouse 11.

Кроме того, в изобретении, жидкую сталь получают на установке электрошлакового переплава ЭШП с расходуемым электродом, из тигля которой, периодически, с частотой 1-3 мин^-1, выпускают сталь непосредственно в машину разливки стали без применения сталеразливочного ковша. В качестве расходуемого электрода ЭШП используют рельсовый лом длиной 6-:-12 метров. Корректировку химического состава стали производят введением легирующих добавок в шлак. При переработке ранее отлитых и остывших кольцевых заготовок 16, при вынужденных простоях прокатного стана 7, исходную кольцевую заготовку 16 нагревают в индукционном нагревателе 10 до температуры 1150-1250°C перед задачей в правильно - деформирующую машину 6 устройства. С приемного рольганга исходная кольцевая заготовка 16 подается в приемное отверстие индукционного нагревателя 10, при этом шайба 39 находится в верхнем положении, см. фиг.7. Включается привод опускания шайбы 39 и кольцевая заготовка 16 перемещается вертикально в позицию нагрева. Включается водоохлаждаемый индуктор 38. Поскольку исходная заготовка имеет форму кольца, то она достаточно быстро за 10-:-15 секунд с высоким электрическим кпд нагревается до температуры 1150-:-1250°C. Далее, включается привод шайбы 39 на подъем и нагретая кольцевая заготовка удаляется из нагревателя 10 и по отводящему рольгангу передается на правильно-деформирующую машину 6.In addition, in the invention, molten steel is obtained at the installation of electroslag remelting ESR with a consumable electrode, from the crucible of which, periodically, with a frequency of 1-3 min ^-1 , steel is released directly into the steel casting machine without the use of a steel ladle. As a consumable ESR electrode, rail scrap is used with a length of 6 -: - 12 meters. Correction of the chemical composition of steel is carried out by introducing alloying additives into the slag. During the processing of previously cast and cooled ring billets 16, during forced downtime of the rolling mill 7, the initial ring billet 16 is heated in an induction heater 10 to a temperature of 1150-1250 ° C before the task into a properly deforming machine 6 of the device. From the receiving roller table, the initial annular blank 16 is fed into the receiving hole of the induction heater 10, while the washer 39 is in the upper position, see Fig. 7. The lowering drive of the washer 39 is turned on and the ring blank 16 is moved vertically to the heating position. The water-cooled inductor 38 is turned on. Since the initial billet has the shape of a ring, it quickly enough in 10 -: - 15 seconds with high electrical efficiency heats up to a temperature of 1150 -: - 1250 ° C. Next, the drive of the washer 39 is turned on and the heated annular billet is removed from the heater 10 and transferred to the correct deforming machine 6 along the discharge roller table.

Пример 1.Example 1

По предлагаемому способу производят арматуру d_пр - 12 мм, длиной L_пр - 11,7 метров в объеме Р_год - 30 тыс тонн в год из металлолома. Годовой фонд рабочего времени Т_год - 6500 часов.The proposed method produces reinforcement d _ol - 12 mm, length L _ol - 11.7 meters in volume P _year - 30 thousand tons per year from scrap metal. The annual fund of working time T _year - 6500 hours.

Определяют размеры исходной кольцевой заготовки:The dimensions of the original annular blank are determined:

b_заг=d_пр*L_пр/(K_д*D_заг), ммb _zag = d _pr * L _pr / (K _d * D _zag ), mm

d_пр=12 мм; L_пр=11,7 м; D_заг=1,25 м; K_д=6,24;d _ol = 12 mm; L _ol = 11.7 m; D _zag = 1.25 m; K _d = 6.24;

тогда h_заг=12*11.7/(6.24*1.25)=18.0 ммthen h _zag = 12 * 11.7 / (6.24 * 1.25) = 18.0 mm

Толщина исходной кольцевой заготовки находится в предлагаемом оптимальном интервале 15-:-35 мм.The thickness of the initial annular billet is in the proposed optimal range of 15 -: - 35 mm

n=4; k_ф=3,125;n is 4; k _f = 3.125;

тогда b_заг=3,125*(12,0)²/18,0*4=100 мм;then b _zag = 3.125 * (12.0) ² / 18.0 * 4 = 100 mm;

Определяют вес кольцевой заготовкиDetermine the weight of the ring blank

Р_заг=18*100*1,25*3,14*7,85=55,5 кгR _zag = 18 * 100 * 1.25 * 3.14 * 7.85 = 55.5 kg

Вес заготовки находится в предлагаемом оптимальном интервале весов исходной кольцевой заготовки 40-:-95 кг.The weight of the workpiece is in the proposed optimal range of weights of the original annular workpiece 40 -: - 95 kg

Определяют необходимый темп выдачи заготовки из машины литья заготовки.Determine the necessary rate of delivery of the workpiece from the workpiece casting machine.

N_заг=P_год/ (T_год*P_заг), шт/час;N _zag = P _year / (T _year * P _zag ), pcs / hour;

N_заг=30000/(6500*55,5)*10³=84 шт/часN _zag = 30000 / (6500 * 55.5) * 10 ³ = 84 pcs / hour

Темп выдачи исходной кольцевой заготовки находится в предлагаемом оптимальном интервале 60-:-180 шт/час.The rate of delivery of the original annular billet is in the proposed optimal range of 60 -: - 180 pcs / hour.

Определяют время цикла Т_ц работы машины литья заготовки.The cycle time T _{c of the} work of the workpiece casting machine is determined.

Т_ц=Т_кр+Т_всп, сек;T _c = T _cr + T _pop , sec;

Где Т_кр - время кристаллизации исходной кольцевой заготовки, сек;Where T _cr - the crystallization time of the initial ring billet, sec;

Т_всп - время вспомогательных операций, сек;T _pop - the time of auxiliary operations, sec;

T_кр=(h_заг/30)2=0,36 мин*60=21,6 сек.T _cr = (h _zag / 30) 2 = 0.36 min * 60 = 21.6 sec.

Тогда Т_ц=21,6+9,5=31,1 сек;Then T _c = 21.6 + 9.5 = 31.1 sec;

Максимальный темп выдачи кольцевых заготовок N_макс=3600/31,1=116 шт/час.The maximum rate of output of ring blanks N _max = 3600 / 31.1 = 116 pcs / hour.

N_макс>N_заг, следовательно, выбранные размеры кольцевой заготовки будут обеспечивать требуемый объем производства.N _max > N _zag , therefore, the selected dimensions of the annular blank will provide the required production volume.

Полученную исходную кольцевую заготовку при температуре 1150-1250°C разрезают, предварительно разгибают с получением промежуточной заготовки С-образной формы, и правят прокаткой в прямолинейную полосу в правильно деформирующей машине. Затем, прямолинейную полосу при температуре 1050-1100°C прокатывают в чистовой непрерывной группе прокатных клетей. Все клети выполнены горизонтальными. В первых двух клетях производят продольное разделение полосы на четыре части, перед третьей клетью производят кантовку полученных четырех раскатов на 90 градусов, в третьей клети формируют предчистовой овал (ПЧО) и в четвертой клети формируют готовый периодический арматурный профиль 12, причем длина всех четырех прутков при выходе из последней клети равняется 11,85 метров. Далее прокат с температуры окончания прокатки 900-950°C закаливают в линии ускоренного охлаждения, охлаждают на холодильнике, обрезают концы проката по 50-70 мм на сторону в ножницах холодной резки и, затем укладывают в пакеты, обвязывают и отправляют на склад готовой продукции.The obtained initial annular billet at a temperature of 1150-1250 ° C is cut, pre-unbent to obtain an intermediate billet of a C-shape, and governed by rolling into a straight strip in a properly deforming machine. Then, a straight strip at a temperature of 1050-1100 ° C is rolled in a continuous continuous group of rolling stands. All stands are horizontal. In the first two stands, the strip is divided into four parts longitudinally, in front of the third stand, the resulting four peals are turned over 90 degrees, in the third stand, a final oval (PChO) is formed, and in the fourth stand, a ready-made periodic reinforcing profile 12 is formed, the length of all four rods being the exit from the last stand is 11.85 meters. Next, the rolled products from the rolling end temperature of 900-950 ° C are quenched in the accelerated cooling line, cooled in the refrigerator, the ends of the rolled products of 50-70 mm are cut to the side in cold cutting scissors and then packed into bags, bundled and sent to the finished goods warehouse.

Технический результат применения предлагаемого способа состоит в снижении суммарной вытяжки при прокатке до 2,5-3,5, формирование плотной мелкокристаллической структуры литой Заготовки, обеспечивающие высокие механические характеристики получения проката.The technical result of the application of the proposed method is to reduce the total hood during rolling to 2.5-3.5, the formation of a dense fine-grained structure of cast billets, providing high mechanical characteristics of the production of rolled products.

Пример 2.Example 2

По предлагаемому способу производят сортовой прокат диаметром 16,5 мм из стали 60С2А в объеме 20 тыс тонн в год, для последующей горячей навивки пружин сжатия подвижного состава ж.д. Требуемая длина проката L_пр - 11,7 метров, из которого производится две пружины.According to the proposed method, long products with a diameter of 16.5 mm are made of steel 60С2А in the amount of 20 thousand tons per year, for the subsequent hot winding of compression springs of rolling stock railway. The required length of hire L _CR - 11.7 meters, from which two springs are made.

Для получения исходной жидкой стали используют установку ЭШП с расходуемым электродом, которую монтируют на стенде машины литья заготовки. В качестве расходуемого электрода применяют рельсовый лом из стали длиной 6 метров. Корректировку химического состава стали проводят введением ферросилиция в шлак во время электрошлакового переплава. Предварительно определяют размеры исходной кольцевой заготовки, аналогично, примеру 1. Размеры исходной кольцевой заготовкиTo obtain the initial liquid steel, an ESR unit with a consumable electrode is used, which is mounted on the stand of the billet casting machine. As a consumable electrode, rail scrap made of steel 6 meters long is used. The chemical composition of the steel is adjusted by introducing ferrosilicon into the slag during electroslag remelting. Preliminarily determine the dimensions of the original annular blank, similarly to example 1. Dimensions of the original annular blank

h_заг=24,0 мм; b_заг=100 мм; D_заг=1,25 М; n=3; Р_заг=59,6 кгh _zag = 24.0 mm; b _zag = 100 mm; D _zag = 1.25 M; n is 3; P _zag = 59.6 kg

N_заг=60 шт/час; N_макс=75 шт/час.N _zag = 60 pcs / hour; N _max = 75 pcs / hour.

N_макс>N_заг N _max > N _zag

Далее, в машине литья заготовки получают исходную кольцевую Заготовку, причем жидкую сталь периодически выпускают из тигля установки ЭШП с темпом 60 час^-1 прямо в машину литья заготовки без применения сталеразливочного ковша. Затем полученную исходную кольцевую заготовку режут, правят и прокатывают, аналогично примеру 1. После чистовой группы клетей прокат передают на холодильник с теплоизолированными экранами для замедленного охлаждения. После охлаждения прокат обрезают по концам на станках абразивной резки, собирают в пакеты, обвязывают и передают на склад готовой продукции. Пружины произведенные из сортового проката по предлагаемой технологии, обладают повышенными эксплуатационными характеристиками при снижении общего уровня Затрат на их производство.Further, in the billet casting machine, the initial ring billet is obtained, and liquid steel is periodically released from the crucible of the ESR unit at a rate of 60 h ^-1 directly into the billet casting machine without the use of a steel pouring ladle. Then, the obtained initial annular billet is cut, straightened and rolled, as in Example 1. After the finishing group of stands, the rolled products are transferred to a refrigerator with heat-insulated screens for delayed cooling. After cooling, the rolled products are cut at the ends on abrasive cutting machines, collected in bags, tied and transferred to the finished goods warehouse. Springs made from long products by the proposed technology have improved performance characteristics while reducing the overall level of Costs for their production.

Пример 3.Example 3

По предлагаемому способу производят мелкосортный прокат, квадрат 10×10 мм; уголок 25×25, 32×32, 40×40, 50×50; полосу 40×4, 50×5, 60×6 мм из металлолома. Объем производства 25 тыс тонн в год. Требуемая длина проката 6 метров. В данном примере, исходную кольцевую заготовку диаметром 720-1420 мм перед прокаткой нагревают в индукционном нагревателе до температуры 1150-1250°C перед задачей в правильно-деформирующую машину. Этот индукционный нагреватель используется при переработке ранее отлитых и остывших кольцевых заготовок при вынужденных простоях прокатного стана.According to the proposed method, small-sized rolled products are produced, a square of 10 × 10 mm; corner 25 × 25, 32 × 32, 40 × 40, 50 × 50; a strip of 40 × 4, 50 × 5, 60 × 6 mm from scrap metal. The volume of production is 25 thousand tons per year. Required rental length 6 meters. In this example, the initial ring billet with a diameter of 720-1420 mm before rolling is heated in an induction heater to a temperature of 1150-1250 ° C before the task in the correct deforming machine. This induction heater is used in the processing of previously cast and cooled ring billets during forced downtime of the rolling mill.

Технический результат предлагаемого способа - снижение общей суммарной вытяжки до 2,5-3,5, сокращение цикла производства.The technical result of the proposed method is to reduce the total total hood to 2.5-3.5, shortening the production cycle.

(1) Способ получения мелкосортного проката в совмещенном литейно-прокатном агрегате. RU 2134179 С1 МПК B22D 11/12 Опубликовано 10.08.1999.(1) A method for producing a short rolled product in a combined casting and rolling unit. RU 2134179 C1 IPC B22D 11/12 Published on 08/10/1999.

(2) Литейно-прокатный комплекс мини-завода. RU 23 99443 С1 МПК В21B 1/46 Опубликовано 20.09.2010.(2) Casting and rolling complex of a mini-factory. RU 23 99443 C1 IPC B21B 1/46 Published on 09/20/2010.

Claims

1. Method for the production of small-gauge steel products from scrap metal at a casting and rolling unit, including the production of molten steel by remelting scrap metal, casting liquid steel on a casting machine to produce a cast billet, rolling the initial billet into long products, characterized in that the casting of molten steel is carried out using rotating at an angular velocity of 10-100 s ^-1 annular water-cooled mold casting machine to obtain a cast billet of the original in the form of an annular Zagot and the thickness h and width b _zag _zag, the sections which had previously been determined by relationships:
h _zag = d _pr · L _pp / (K _d · D _zag ), mm,
where d _CR - the diameter of the hire, 8-25 mm,
L _pp - the specified length of hire, 6-12 m,
D _zag - the average diameter of the annular workpiece, 0.7-1.5 m,
K _d - strain coefficient equal to 3.5-8.0,
b _zag = k _f · (d _ol ) ² / h _zag · n, mm,
where n is the number of rolling lines equal to 2-6,
k _f - the coefficient of the form of hire, equal to 2.0-3.5,
upon crystallization of the liquid steel, the initial ring billet at a temperature of 115-1250 ° C is removed from the mold without stopping its rotation, and sent to a correctly deforming machine, in which it is bent by hydraulic expansion with the bending strain of the cross section of the ring billet ε _ex , not exceeding 0.5-0.9%, and cut with scissors to obtain an intermediate C-shaped blank, which is then straightened into a straight line between two rolls by rolling in one pass, the value is relative the compression ratio is 12-15%, the resulting straight strip is set into a continuous group of the rolling mill and rolling is carried out with a longitudinal separation of the strip with a total drawing value of 2.5-3.5 during rolling and obtaining the desired output at the exit from the last finishing rolling stand length L _approx .

2. The method according to claim 1, characterized in that the molten steel is obtained in the installation of electroslag remelting with a sacrificial electrode in the form of a rail, from the crucible, the molten steel is periodically, with a frequency of 1-3 min ^-1 , is fed directly to the billet casting machine.

3. The method according to claim 1, characterized in that the casting of molten steel is carried out in an inert gas environment.

4. Casting and rolling unit for the production of small-sized rolled steel from scrap metal, containing a furnace for melting scrap metal, a billet casting machine and a rolling mill, characterized in that it is equipped with a correctly deforming machine with a mechanism for cutting the initial ring billet, hydraulic expansion, and roller wiring to obtain C-shaped intermediate billet, two cantilever rolling rolls with drive and wiring on the input side of the rolls, configured to perform tasks on said rolls C-shaped billet, calibration of which ensures rolling of the C-shaped billet with a relative compression of 12-15%, and linear wiring is installed on the output side of the said rolls to direct the straightened straight strip to the rolling mill, consisting of a finishing continuous group of rolling horizontal stands , the calibration of the rolls of which provides a total exhaust of 2.5-3.5 to obtain a predetermined length at the exit from the last mill stand, while the billet casting machine contains water-cooled the first detachable ring mold with a vertical axis of rotation and a lower horizontal wall of refractory concrete made in the form of a flat disk with a drop-shaped annular groove on the peripheral part with the possibility of automatic lowering at the moment of issuing the ring workpiece from the casting machine without stopping the rotation of the ring mold, the center of mass of the annular groove coincides with the vertical axis of the feeder for feeding liquid steel into the annular cavity of the mold.

5. The casting and rolling unit according to claim 4, characterized in that a guide chute is mounted on the inner surface of the body of the billet casting machine, defining the path of the ring billet when it is discharged from the billet casting machine, made in the form of a spiral coil expanding from the axis of rotation of the mold moreover, a deceleration chamber is installed in the machine body from the side of issuing the annular billet, in which moderators made of steel chains are suspended in vertical rows along the path of the annular billet.

6. The casting and rolling unit according to claim 4, characterized in that the feeder for feeding molten steel to the mold is hermetically mounted on the body of the casting machine so that its vertical longitudinal axis is offset from the mold rotation axis by 0.7-0.85 D _zag .

7. The casting and rolling unit according to claim 4, characterized in that the hydraulic extension and roller wiring are mounted on a frame having a horizontal axis of rotation, with the possibility of translating the intermediate C-shaped workpiece into a vertical position before its task in the rolls of a correctly deforming machine .

8. The casting and rolling unit according to claim 4, characterized in that it is equipped with an induction heater located in front of the correct deforming machine.