SU710679A1

SU710679A1 - Metal section rolling method

Info

Publication number: SU710679A1
Application number: SU782601608A
Authority: SU
Inventors: Сергей Петрович Ефименко; Иван Николаевич Потапов; Владимир Петрович Следнев; Валентин Борисович Шум; Евгений Анатольевич Харитонов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1980-01-25

Description

Изобретение относитс к обработк давлением и касаетс производства сортового проката. Известен способ поперечно-винто .вой прокатки, включающий деформацию заготовки с рабочими валками, устан ленными на угол подачи 20-45° 1. . При прокатке в двухвалковом калибре на участке до встречи заготов ки с направл ющим инструментом возн кают опасные раст гивающие напр жени , которые привод т к нарушению сплошности металла. Веро тность такого , разрушени возрастает при дефо мации непрерывнолитых заготовок, в осевой зоне которых имеютс поры и несплошности. При прокатке в трехвалковом калибре , вследствие симметричного воздействи деформирующих усилий наиболее интенсивна проработка структуры происходит в некото рой прилегающей к периферии кольцевой области, котора характеризуетс наличием активных сжимающих и сдвиговых деформаций. В осевой зоне заготовки получают развитие только сж мающие напр жени , а сдвиговые дефо мации, способствующие раздроблению структуры, отсутствуют. Вследствие этого, сортовой металл, полученный по этому способу, имеет интенсивно проработанную структуру периферийной зоны и раздробленную в меньшей степени структуру центральной части. Наиболее близок к изобретению способ прокатки сортового металла, включающий деформацию путем последовательного чередовани формоизменени поперечного сечени заготовки по системе многогранник-круг продольной прокаткой 2. Процесс продольной прокатки характеризуетс сравнительно малыми обжати ми за проход (выт жка в системе круг-многогранник-круг составл ет 1,1-1,3) . 1алые обжати за проход предопредел ют низкую эффективность проработки структуры и увеличивают дробность деформации. Поэтому дл получени качественного проката требуютс , большие суммарные выт жки, которые реализуютс н.з установках (станах) с большим количеством сложного и дорогосто щего оборудовани . При продольной прокатке вследствие значительной неравномерности деформации , на поверхности раската возникают продольные раст гивающие напр женим , которые при иеблагопрн тнЕлх услови х привод т к разрушению поверхности и образованию трещин. Поверхностные дефекты служат концентраторами напр жени и при последующей прокатке значительно увеличиваютс .This invention relates to a pressure treatment and concerns the production of long products. The known method of cross-rolling of your rolling, including the deformation of the workpiece with work rolls, set at a feed angle of 20-45 ° 1.. When rolling in a two-roll gauge, at the site before the workpiece meets the guide tool, dangerous tensile stresses arise, which lead to disruption of the metal continuity. The likelihood of such destruction increases with the deformation of continuously cast billets, in the axial zone of which there are pores and discontinuities. During rolling in a three-roll gauge, due to the symmetrical effect of the deforming forces, the most intensive development of the structure occurs in a ring region adjacent to the periphery, which is characterized by the presence of active compressive and shear deformations. In the axial zone of the workpiece, only squeezing stresses develop, and shear deformations that contribute to the fragmentation of the structure are absent. As a result, the high-grade metal obtained by this method has an intensively developed structure of the peripheral zone and a less fragmented structure of the central part. The closest to the invention is a method of rolling a billet metal, which includes deformation by successively alternating the shaping of the cross section of the workpiece along the polyhedron-circle system by longitudinal rolling 2. The longitudinal rolling process is characterized by relatively small rotations per pass (stretching in a circle-polyhedron-circle system is 1 1-1.3). The thin cuts per pass predetermine the low efficiency of the structure study and increase the fractional deformation. Therefore, to obtain high-quality rolled products, large total draws are required, which are realized in plants (mills) with a large number of complex and expensive equipment. During longitudinal rolling, due to significant non-uniformity of deformation, longitudinal tensile stresses occur on the surface of the roll, which, under favorable conditions, lead to surface destruction and the formation of cracks. Surface defects serve as stress concentrators and increase considerably during subsequent rolling.

Цель изобретени - улучшение проработки структуры.The purpose of the invention is to improve the design of the structure.

Поставленна цель достигаетс тем что деформацию многогранного сечени осуществл ют винтовой прокаткой в безоправочном калибре, образованном трем валками, развернутыми на угол подачи.This goal is achieved by the fact that the deformation of a multi-faceted section is carried out by screw rolling in a calibrationless caliber formed by three rolls turned at the feed angle.

Процесс прокатки сортового, металла по описываемому способу осуществл ют следующим образом.The process of rolling the section metal by the described method is carried out as follows.

Нагрета сплошна катана или непрерывнолита заготовка (слиток) пр моугольного или круглого поперечного сечени деформируетс продольной прокаткой в калибрах, обеспечивающих получение многогранного (6-8-гранного ) профил . Дальнейша деформаци многогранного сечени , полученного продольной прокаткой, производитс в трехвалковом стане винтовой прокатки ,When heated by a solid katana or continuous cast, the billet (ingot) of a rectangular or round cross section is deformed by longitudinal rolling in gauges, providing a multi-faceted (6-8-sided) profile. Further deformation of the multi-faceted section obtained by longitudinal rolling is carried out in a three-roll helical rolling mill,

Процесс винтовой прокатки осуществл етс с большими выт жками за проход. Такие выт жки в сочетании с геликоидальным характером истечени металла способствуют интенсивной проработке структуры, В то же врем наличие граней на исходной заготовке измен ет схему напр женно-деформированного состо ни металла. При обжатии в начальный момент металл примыкающий к ребру, принудительно, перемещаетс к центру сечени заготовки , образу недеформированные объемы. Аналогичные элементы, расположенные у свободной поверхности и не подверженные воздействию инструмента , образуют также недеформированные объемы и перемещаютс в поперечном направлении от центра заготовки . Поскольку объемы металла, примыкающие к ребрам на свободной поверхности и под валком обладают равным сопротивлением деформации вдоль своих осей симметрии и не деформируютс область наибольших обжатий смещаетс к осевой зоне заготовки. В осевой зоненар ду с повышением сжимающих напр жений возникают также и сдвиговые деформации, способствующие более интеНСивной проработке структуры центральных слоев заготовки. При дальнейшем движении заготовки по очагу деформации .поперечное сечение раската становитс круглым, что приводит к изменению схемы напр женно-деформированного состо ни , В перифе-рийной части заготовки получают развитие интенсивные сдвиговые и радиальные сжимающие напр жени , а в The helical rolling process is carried out with large draws per pass. Such stretches, in combination with the helicoidal nature of the metal outflow, contribute to the intensive development of the structure. At the same time, the presence of faces on the initial billet changes the pattern of the stress-strain state of the metal. During compression at the initial moment, the metal adjacent to the edge, forcibly, moves to the center of the section of the workpiece, forming undeformed volumes. Similar elements, located at the free surface and not exposed to the tool, also form undeformed volumes and move in the transverse direction from the center of the workpiece. Since the volumes of metal adjacent to the ribs on the free surface and under the roll have equal deformation resistance along their axes of symmetry and the deformation area is not deformed, the region of greatest reduction shifts to the axial zone of the workpiece. In the axial zone, with increasing compressive stresses, shear deformations also occur, contributing to a more interesting study of the structure of the central layers of the workpiece. Upon further movement of the workpiece along the deformation zone. The cross section of the roll becomes round, which leads to a change in the scheme of the stress-strain state. In the peripheral part of the workpiece, intense shear and radial compressive stresses develop.

центральной части наблюдаютс только напр жени сжати , Така схема способствует более интенсивной проработке структуры металла в периферийной и примыкающей к ней кольцевой зоне.Only compressive stresses are observed in the central part. Such a scheme contributes to a more intensive study of the metal structure in the peripheral and adjacent annular zone.

Этот характер изменени схемы напр женно-деформированного состо ни в начальной и конечной стади х процесса винтовой прокатки позвол ет значительно повысить интенсивность приработки как периферийных, так и центральных слоев заготовки, тем самым получить прокат с более равномерной структурой по поперечному сечению образца,This pattern of change in the stress-strain state in the initial and final stages of the helical rolling process allows a significant increase in the burn-in intensity of both the peripheral and central layers of the workpiece, thereby obtaining rolled with a more uniform structure across the cross section of the sample.

В процессе винтовой прокатки, благодар плавному нарастанию обжатий и благопри тной схеме напр женного состо ни при наличии минимальных (поверхностных раст гивающих напр жений , обеспечиваетс устранение наружных дефектов. При этом прокат характеризуетс высоким качеством поверхности без наличи трещин, плен и других дефектов.In the process of helical rolling, due to the smooth increase in the reduction and favorable scheme of the stress state in the presence of minimal (surface tensile stresses, external defects are eliminated. At the same time, the rolling is characterized by high surface quality without cracks, captivity and other defects.

Применение процесса винтовой прокатки , осуществл емого с большими выт жками за проход, позвол ет значительно снизить число проходов, уменьшив тем самым дробность деформации и количество оборудовани .The use of a helical rolling process carried out with large draws per pass significantly reduces the number of passes, thereby reducing the fractional deformation and the amount of equipment.

Дальнейша деформаци прутков круглого поперечно.го сечени вновь производитс продольной прокаткой в калибрах, обеспечивающих получение многогранного профил . В процессе продольной прокатки периферийна зона с проработанной структурой служит как бы продолжением деформирующего инструмента и способствует значительному уменьшению неравномерности деформации, обеспечивает более интенсивную проработку металла в осевой зоне. Кроме того, высокое качество поверхности прутков, полученных винтовой прокаткой, исключает веро тность разрушени поверхностных слоев металла.Further deformation of round cross-section bars is again performed by longitudinal rolling in gauges providing a multi-faceted profile. In the process of longitudinal rolling, the peripheral zone with the worked structure serves as a continuation of the deforming tool and contributes to a significant reduction in the non-uniformity of deformation, provides a more intensive study of the metal in the axial zone. In addition, the high surface quality of rods produced by helical rolling eliminates the possibility of the destruction of the surface layers of the metal.

Последующа деформаци многогранного профил осуществл етс снова винтовой прокаткой, а затем вновь продольной прокаткой и так далее до получени готового сорта.The subsequent deformation of the multifaceted profile is carried out again by screw rolling, and then again by longitudinal rolling, and so on until the finished grade is obtained.

При использовании слитка многогранного поперечного сечени на первой стадии обработки примен ют винтовую прокатку.When an ingot of multifaceted cross section is used, in the first stage of processing, screw rolling is used.

Пример, Непрерывнолитой слиток диаметром 300 мм прокатываетс до круга диаметром 100 мм. Нагретый слиток.деформируетс на стане продольной прокатки в калибре, образующем шестигранный профиль с диаметром описанной окружности 300 мм и вписанной окружностью 250 мм. При этом выт жка составл ет 1,2, Прокат . ку полученного шестигранника осуществл ют в стане винтовой прокаткиFor example, a continuous ingot with a diameter of 300 mm is rolled to a circle with a diameter of 100 mm. The heated ingot is deformed in a longitudinal rolling mill in caliber, which forms a hexagonal profile with a circumference of 300 mm and an inscribed circle of 250 mm. In this case, the drawing is 1.2, Rolled. the obtained hexagon is carried out in a helical rolling mill.

до получени прутка диаметром 185 мм Выт жка, осуществл ема на стане винтовой прокатки, составл ет 2,1. Дальнейша прокатка прутка диаметром 185 мм производитс в стане продольной прокатки до получени шестигранника с диаметром описанной OKPS ности 185 мм и вписанной - 165 мм. Полученный шестигранник деформируетс до готового профил диаметром 100 мм на стане винтовой прокатки.to obtain a rod with a diameter of 185 mm. The stretching carried out on the helical rolling mill is 2.1. Further rolling of a rod with a diameter of 185 mm is carried out in a longitudinal rolling mill to obtain a hexagon with a diameter described by OKPS of 185 mm and inscribed - 165 mm. The resulting hexagon is deformed to the finished profile with a diameter of 100 mm on a helical rolling mill.

Применение предлагаемого способа позвол ет сократить число проходов до 4 при 9-11 проходах, осуществл емых продольной прокаткой. Сортовой профиль имеет высокое качество поверхности без наличи трещин, плен. Прутки характеризуютс равномерно проработанной мелкозернистой структурой . Разнозернистость по поперечному сечению не превышает 5-10%.The application of the proposed method allows to reduce the number of passes to 4 with 9-11 passes performed by longitudinal rolling. The profile has a high surface quality without cracks, captivity. The rods are characterized by a uniformly worked fine grain structure. Diffusion in cross section does not exceed 5-10%.

Таким образом, применение предлагаемого способа позвол ет улучшить проработку структуры; уменьшить число проходов, а следовательно, дробность деформации и сократить количество требуемого оборудовани ; значительно повысить качество поверхности за счет устранени наружных дефектов в процессе винтовой прокатки.Thus, the application of the proposed method allows to improve the design of the structure; reduce the number of passes, and hence the fractional deformation, and reduce the amount of equipment required; to significantly improve the surface quality by eliminating external defects in the process of helical rolling.

Claims

1. USSR author's certificate No. 500822, cl. B 21 B 1/02, 1972.

2.Polukhin PI and others. Rolling production. M., Metallurgists,

1968, p. 294.