The results o t/he comparative analysis accuracy
of the geometrical sizes a cross section on section billets for rolling are
given in the paper. In a case rolling a continuously саst billet the non-uniform
temperature field on section by is necessary to take into account which is
most brightly shown in its corners and can result in infringement solid.
На рынке передельной сортовой заготовки в Украине и странах СНГ в настоящее
время имеется достаточно большое разнообразие, связанное в первую очередь
с различными технологическими схемами ее получения
[1]:
- заготовка, прокатанная из слитка на заготовочном стане;
- заготовка, прокатанная по схеме "слиток - блюм";
- заготовка, прокатанная из слитка методом разделения;
- заготовка, прокатанная на трубозаготовочном стане из непрерывнолитого блюма;
- заготовка, прокатанная из непрерывнолитых слябов;
- непрерывнолитая заготовка, полученная при разливке со скоростями 2 - 2,5
м/мин;
- непрерывнолитая заготовка, полученная при разливке с повышенными скоростями
(до 6 м/мин) и пр.
Столь широкое многообразие передельной заготовки и все возрастающая конкуренция на мировом рынке требует от производителей сортового проката принятия решения о целесообразности (возможности) использования того или иного вида заготовки для производства конечной продукции строго регламентированного качества
К числу украинских металлургических предприятий, которые вынуждены постоянно решать эту проблему относится ОАО "Донецкий металлопрокатный завод" и ОАО "Краматорский металлургический завод" Отсутствие собственного сталь-комплекса, вынуждают предприятия работать на 100% покупной передельной заготовки. При этом анализ ежемесячной динамики изменения числа поставщиков заготовки показывает, что среднее их количество колеблется в пределах от 1 до 5 при весьма широком сортаменте последней: от квадрата 80x80 мм до квадрата 150x150 мм. В сложившейся ситуации весьма примечательным моментом является также и тот факт, что вся она поставляемся по различным ТУ У, которые каждый из производителей разработал под свои специфические особенности технологии.
Перекатка столь широкого сортамента заготовки
на одном станс потребовала от технологов разработки такой калибровки обжимных
клетей, которая бы позволяла прокатывать максимально широкий сортамент заготовки,
при минимуме перевалок. Все вышесказанное в полной мере относится к обжимной
клети стана 330 ОАО "КМЗ им. Куйбышева" и стана 300 ОАО "ДМПЗ".
Как показывает практический опыт, основным недостатком такой универсальной
калибровки является то, что она с одной стороны, не всегда позволяет правильно
определить величину уширения, а с другой - не гарантирует формирование в деформируемой
заготовке такого напряженно-деформированного состояния, которое бы предотвращало
появление угловых трещин и порывов. Особенно актуально эта проблема для случая
прокатки непрерывнолитой заготовки.
С целью оценки соответствия геометрических размеров передельной заготовки требованиям нормативной документации, было выполнено комплексное исследование качества передельной заготовки 5 металлургических предприятий Украины, произведенной по 3-м различным технологическим схемам.Результаты проведенного исследования представлены в таблице 1.Таблица 1 - Результаты обмеров поперечного сечения передельной заготовки некоторых производителей Донецкой и Днепропетровской областей
НЗС - непрерывно-заготовочный стан;
ТЗС - трубозаготовочный стан;
РБС - рельсобалочный стан.
Анализ результатов произведенных обмеров горячекатанной передельной заготовки показывает, что большинство заготовки по своим геометрическим параметрам соответствует нормативно-технической документации. Однако, каждый из производителей работает и своем минусовом поле допусков, вытекающим, по всей видимости, из состояния оборудования прокатного стана. Для определения величины минусового отклонения выполнялись специальные исследования, в ходе которых производилось детальное определение размеров каждой штанги (Н, В и L) на достаточно большой партии (2-3 тыс. тонн), а также определялась масса партии. В дальнейшем, в результате пересчета определялась величина минусового отклонения. Проведенные исследования показали, что с наибольшим отклонением по массе от номинального значения поставляется заготовка ОАО "АМК" - (-4,0) - (-3,5)%, а с наименьшими ОАО "ДМЗ им. Г.И. Петровского" - (-2,5) - (-2,0)%. Заготовка ОАО "ЕМЗ" и ОАО "ДМК" поставляется с отклонениями по массе (-3,5) - (3,0)%.
Рис.1 Распределение температуры по сечению раската после прокатки на НЗС квадратов 150 мм (а) и 170 мм (б) для различных марок сталей: 1 - сталь 35ГС, tП=966 оС; 2 - сталь 33ГТ, tП=951 оС; 3 - сталь 3Гпс, tП=965 оС; 4 - сталь 3сп, tП=951 оС; 5 - сталь 2кп, tП=941 оС
Оценка величины радиуса скруглений углов горячо-катанной заготовки показала, что примерно я 30% случаев величина радиуса имеет отклонение от значений оговоренных в нормативной документации. Такое положение является следствием влияния на него целой гаммы технологических факторов: температура металла, выработка калибра и т.д.
В тоже время, на непрерыв-нолитых заготовках величина ра-диуса скруглепия колебалась
в пределах от 3,0 до 4,0 мм, т.е. в 3-4 раза меньше, чем на горячскатанной.
Наличие столь "острых" углов приводит к их переохлаждению, что в совокупности
с последующим деформированием в ящичных калибрах с не всегда достаточной степенью
защемления (универсальные калибры для прокатки нескольких типоразмеров заготовки)
является наиболее вероятной причиной образования трещин [2].
Проведённые сотрудниками кафедры ОМД ДонНТУ исследования связанные с изучением
распределения температуры по сечению горячекатанной заготовки [3, 4] показывают,
что двухмерное неравномерное поле температур в сечении раската имеет форму близкую
к форме прокатываемого изделия. Установлено, что при прокатке заготовок 170x170
мм, 50x150 мм разность температур между поверхностными и центральными слоями
достигали 70-170"С. При этом, температурные поля раскатов разного сечения
качественно мало различаются. Анализ изменения температуры металла по сечению
раската для различных марок стали (рис.1) показал, что у раскатов, имеющих одинаковое
сечение, но различный химический состав перепады температуры между центром и
поверхностью тоже различны.
С точки зрения решаемой задачи, а именно, прокатки непрерывнолитой заготовки
в первых проходах обжимной клети, наибольший интерес представляют данные, касающиеся
определения характера изменения температурного поля по сечению раската в зависимости
от времени охлаждения и размеров поперечного сечения (рис. 2). Именно время
транспортировки заготовки от печи до обжимной клети стана будет формировать
температурный перепад в ней. Приведенные на рис. 2 данные позволяют предложить,
что и при прокатке непрерывнолитых заготовок сечением 150x150 мм также будет
наблюдаться подобное распределение температуры по сечению, которое может усугубится
наличием "острых" углов на заготовке.
Рис. 2. Изменение температуры по сечению блюма 300x280 (сталь 10кп) в начале (1) и в копне (2) интервала охлаждения в зависимости от времени охлаждения (?): а - t= 10с ; б - t = 30с ; с - t = 50с
Таким образом, проведенные исследования показывают, что наличие на валках обжимных
клетей сортовых станов универсальных ящичных калибров, предназначенных для прокатки
нескольких типоразмеров заготовки и совокупности с меньшими радиусами скругления
углов на непрерывнолитой сортовой заготовке, может принести к нарушению сплошности
последней. При решении задачи, связанной как с определением наиболее оптимальной
конструкции ящичного калибра, так и с определением наиболее рациональных параметров
деформирования, необходимо учитывать наличие неравномерного температурного поля
по сечению заготовки, формируемого в последней за время транспортировки от печи
до обжимной клети.
Список литературы: 1. Минаев А.А., Смирнов А.Н., Глазков А.Я. Некоторые подходы
к комплексной оценке качества непрерывнолитой сортовой заготовки / Металлургическая
и горнорудная промышленность, 2002, № 10, - с. 62-65. 2. К вопросу производства
деталей замка арочной крепи из нспрерывнолитого металла / Е.Н. Смирнов, А.Н.
Лубенец, И.В. Лейрих и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность,
2002, № 10, - с. 81-85. 3. Клименко В.М., Вейсбейн А.Д., Минаев А.А. Поля температуры
по сечению раската при прокатке / Сталь, 1977, № 4, - с. 348-349. 4. Температурное
поле металла при прокатке на обжимных станах / В.М. Клименко, А.А. Минаев, А.Д.
Вейсбейн, В.А. Темнохуд. - В кн.: Обрабатываемость стали в горячем состоянии.
Острава, 1978, -с. 353-360