книги из ГПНТБ / Чижиков, Ю. М. Редуцирование и прокатка металла непрерывной разливки

Ганга сделали двухступенчатыми. В итоге расстояние от дна калибра увеличилось до 5+30 = 35 мм, что дава­ ло возможность осуществлять обжатия в калибре А до 35X2 = 70 мм. Чтобы увеличить обжатие еще больше,

Рис. 100. Калибровка валков блюминга 1300 для прокатки литых слябов 950X280 мм и обычных слитков

нижний валок приподняли на 10 мм. Дальнейший подъ­ ем нижнего валка ограничивался расстоянием от дна первого калибра (гладкой бочки) до верха ступенчатого ролика, которое достигало 68+10 = 78 мм, что было близко к пределу, поскольку с увеличением этого рас­ стояния подача слитка в калибр затрудняется. С учетом подъема нижнего валка максимальное обжатие за про­ ход в калибре А составляло 90 мм. Слябы прокатывали на блюмы 260X320 мм за 11; 9 и 7 проходов.

Режим прокатки за 11 проходов приведен в табл. 22. После четырех проходов в калибре А с суммарным об­ жатием 310 мм (и =32,6% ) раскат кантовали и прока­

тывали в первом калибре (гладкая бочка) с обжатием 10—20 мм (проглаживание). После холостого пропуска на переднюю сторону раскат кантовали и вновь обжи­ мали в калибре А до 370 мм за четыре прохода. По­ следний, 11-й пропуск производили в первом калибре с обжатием 40 мм. Максимальное обжатие за проход не превышало 80 мм.

Прокатку в девять проходов осуществляли следую­ щим образом. В калибре А за три прохода слябы об­ жимали с 950 до 700 мм. Затем раскат кантовали на

822

задней стороне стана при помощи манипуляторных ли­ неек (раскат опрокидывали) без кантователя, прогла­ живали его в первом калибре, после чего на передней стороне вновь кантовали, но уже при помощи кантова­ теля. После этого раскат пе­

при таком режиме ступенча­ тые ролики подвергались из­ быточному давлению, кото­

рое было признано нежелательным. Для нормальной ра­ боты в режиме из девяти проходов необходимо увели­ чить расстояние от дна килибра до верхней образующей ступенчатых роликов еще на 10 мм, для чего надо про­ точить ступенчатый ролик до 330 мм или увеличить диа­ метр ступенчатых роликов в целом на 20—40 мм.

Прокатку в седьмом проходе осуществляли без про­ межуточного проглаживания. Суммарное обжатие 570 мм производили в калибре А за шесть проходов; при последнем седьмом проходе получали блюмы сече­ нием 260X380 из первого калибра. Наибольшее обжа­ тие за проход при прокатке по этому режиму составля­ ло 100 мм и достигало в отдельных случаях ПО мм.

Прокатка литых слябов на блюминге по всем трем режимам происходит надежно и устойчиво. Случаев свертывания, перекоса или изгиба раскатов в процессе прокатки не наблюдалось. Специальный калибр А вы­

223

полнен с выпуском, равным 14°, обеспечивающим доста­ точную свободу для уширения металла. Изучение на­ турных недокатов и наблюдения за прокаткой показали, что в установившемся процессе прокатки калибр А не­ сколько переполняется. Центральные по высоте сечения слои раскатов в первых проходах подвергаются утяжке (происходит отрицательная поперечная деформация) по ширине. В последних проходах утяжка переходит в уширение.

Необычно ведут себя передний и задний концы рас­ катов. Здесь металл уширяется, что при суммарном об­ жатии 30—35% приводит к переполнению калибров, а при дальнейшей односторонней деформации — к обра­ зованию местных лампасов на концах полос. Чтобы ис­ ключить их образование, необходимо обязательно про­ глаживать раскаты, когда суммарное обжатие по широ­ кой стороне сляба достигает 25—30%. По этой причине режим прокатки в семь проходов, по которому суммар­ ная односторонняя деформация без промежуточного проглаживания достигает 60%, оказался неприемлемым. Прокатка в семь проходов может быть осуществлена на блюминге при следующем режиме обжатий. В калибре А за два прохода слябы обжимаются с 950 до 700 мм с максимальным обжатием 135 мм за проход. На задней стороне стана сляб опрокидывается (кантуется без кан­ тователя при помощи манипуляторной линейки), после чего в первом калибре проглаживается для снятия мест­ ного уширения на концах раскатов. На передней сторо­ не раскат вновь кантуется (ставится на ребро), после чего в калибре А прокатывается за три прохода до тол­ щины 370 мм с обжатием за проход ПО мм. Последний, седьмой проход, как и в первом случае, производится после кантовки через первый калибр. Чтобы исключить образование местных лампасов на концах раскатов при таком, достаточно интенсивном режиме, необходимо уве­ личить глубину калибра до 340 мм. Единственным пре­ пятствием для осуществления этого режима является ограничение частных обжатий, связанных с разницей в уровнях дна калибра и образующей станинных ро­ ликов.

Прокатка на непрерывно-заготовочном стане. Блюмы сечением 260X380 мм, прокатанные на блюминге из не­ прерывнолитых слябов 950X280 мм без зачистки в по­ токе после обрезки концов, поступали на непрерывный

224

заготовочный стан 900/700/500 (НЗС), где их прокаты­ вали по действующей калибровке на сортовую заготов­ ку сечением 80X80, 100ХЮ0 и 150X150 мм, а также на трубную заготовку диаметром 140 мм.

В связи с уменьшением сечения блюмов с 350Х Х370 мм, как обычно, до 260X380 мм через первую клеть 900 НЗС раскат проходил без обжатия. Во вто­ рой клети обжатие было также несколько меньшим, чем обычно. Во всех последующих клетях режимы обжатия полос из непрерывнолитых слябов и слитков были оди­ наковыми. Прокатка металла непрерывной разливки на НЗС стане проходила без затруднений.

Энергосиловые условия прокатки непрерывнолитых слябов на блюминге и НЗС. В процессе прокатки литых слябов 950X280 мм записывали на осциллограф ток якоря и возбуждения двигателей блюминга, скорости их вращения, а также напряжение генераторов. По этим параметрам определили крутящие моменты главных двигателей при прокатке обычных слитков и непрерыв­ нолитых слябов. Чистые моменты прокатки определяли расчетом, при этом момент холостого хода, по опытным данным, принимали равным 5,5 тс-м'. В табл. 23 приве­ дены значения максимальных крутящих моментов глав­ ных двигателей, зафиксированных при прокатке обыч­ ных слитков массой Ю т на слябы сечением 130X700 мм и непрерывнолитых слябов 950X280 мм на блюмы 260X380 мм из углеродистой стали Ст.З, и соответствен­ ные им статические моменты прокатки. Согласно этим данным, максимальный крутящий момент при прокатке слитков изменялся в пределах от 133 до 445 тс-м. При прокатке слябов значения крутящего момента не превы­ шали 130—289 тс-м. Статические крутящие моменты были соответственно равны для слитков 17—307 тс-м, для слябов 21— 136 тс-м. Судя по максимальным значе­ ниям, крутящие моменты при прокатке слябов были в

1,6—2,2 раза (445:289=1,6; 307:136 = 2,2) ниже, чем при прокатке слитков.

Замер температур прокатки не обнаружил сущест­ венной разницы в температурном режиме прокатки на блюминге непрерывнолитых слябов и обычных слитков. Это позволяет сделать вывод о том, что снижение на­ грузки на двигатели блюминга является результатом су­ щественного уменьшения ширины раскатов, получаемых из слябов. Значения удельных давлений, определенных

Т абл и ц а 23

Нагрузка на главные двигатели блюминга 1300 при прокатке обычных слитков и непрерывнолитых слябов

по крутящим моментам, оказалисьпрактически одина­ ковыми при прокатке как обычных слитков, так и непре­ рывнолитых слябов.

Ток якоря двигателей рабочих клетей НЗС записы­ вали по показаниям амперметров па постах управления. Некоторые из этих данных приведены в табл. 24, в ко­ торой для раскатов из слитков зафиксированы макси-

Таблица 24

Нагрузка на двигатели рабочих клетей НЗС при прокатке заготовки сечением 80X80 мм

из обычных слитков (сталь 10) и непрерывнолитых слябов (Ст.З)

226

малыше значения тока якоря двигателей соответствую­ щих клетей, а для раскатов из непрерывнолитых слябов показаны пределы колебания зафиксированных нагру­ зок по сравнению с нагрузкой при прокатке раскатов от слитков. Например, в клети 7В были зафиксированы различные значения силы тока, которые, однако, не бы­ ли меньше 1,6 и больше 2,0.

КАЧЕСТВО МЕТАЛЛА НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ

Макроструктура прокатной продукции. Как показал опыт, макроструктура прокатной продукции, получаемой из непрерывнолитых слябов, подвергнутых редуцирова­ нию, полностью определяется особенностями и специ­ фикой макроструктуры исходных литых слябов [48].

В процессе деформации происходит облагоражива­ ние литой структуры. Первичная структура металла разрушается и измельчается, внутренние несплошности смыкаются, свариваются и уплотняются. Качество мак­ роструктуры в целом улучшается, однако при этом в той или иной мере сохраняется «рисунок» макроструктуры. Особенно это касается осевой зоны, наиболее обогащен­ ной примесями и неоднородной по составу.

Главной особенностью макроструктуры сортовой и листовой продукции, прокатанной из непрерывнолитых слябов, при всех степенях редуцирования является на­ личие на поперечных темплетах «полосы повышенной травимости», совпадающей по расположению с осевой зоной, ориентированной по большей оси сечения исход­ ных слябов.

Полоса повышенной травимости является отличитель­ ным признаком проката, полученного из литых слябов. Она обнаруживается в прокате после горячего травле­ ния или при снятии серных отпечатков по Бауману. По своему характеру полоса повышенной травимости отвечает «ликвационному квадрату» проката, получае­ мого из слитков, отливаемых в изложницы. Полоса по­ вышенной травимости представляет собой как бы сжа­ тый по одной стороне ликвационный квадрат, у которого две стороны слились вместе, а две другие превратились в точки, что определяется размерами плоских непрерыв­ нолитых слябов. При определенных размерах этих сля­ бов полоса повышенной травимости может иметь форму прямоугольника.

По аналогии с ликвационным квадратом ее можно было бы называть «ликвационной полосой» или «ликва­ ционным прямоугольником». Вместе с тем при визуаль­ ном контроле поперечной макроструктуры после горяче­ го травления полосы повышенной травимости напомина­ ют металл повышенной пористости. Именно поэтому при массовом производстве сортовой продукции из непре­ рывнолитых слябов сечением 280X950 мм макрострук­ тура оценивалась по шкале баллов «центральная пори­ стость».

Независимо от названия наличие полосы повышенной травимости, ликвационной полосы или центральной по­ ристости в макроструктуре листовой продукции, пока отсутствуют какие-либо расслоения, не вызывает опа­ сений, хотя она и имеет большую протяженность (по ши­ рине листов), чем при прокатке из обычных слитков. О том, какое значение имеют полосы травимости в сор­ товой продукции, получаемой из непрерывнолитых сля­ бов, что не свойственно прокату из слитков, отливаемых в изложницы, пока еще неясно. Необходимо поэтому, во-первых, выявить влияние таких полос травимости на конечные свойства металла и, во-вторых, «узаконить» вид макроструктуры прокатной продукции, получаемой по новой технологии, так же, как это сделано в настоя­ щее время для макроструктуры проката, получаемого из обычных слитков. И, наконец, что, пожалуй, важнее всего, при непрерывной разливке необходимо создать такие температурные режимы металла после выхода его из кристаллизаторов, при которых макроструктура не­ прерывнолитых слябов будет формироваться в условиях объемной кристаллизации металла в осевой зоне, когда значительная часть поперечного сечения слябов будет состоять из неориентированных кристаллов. В послед­ нем случае макроструктура литых слябов, по-видимому, будет оцениваться баллом не выше 1, а макроструктура всей прокатной продукции будет получаться высокого качества с высокой плотностью и практически без по­ лос травимости.

При прокатке непрерывнолитых слябов сечением

150X600, 175X700, 150X800, 200X800 и 280X950 мм на сортовую заготовку отбирали поперечные темплеты для контроля качества макроструктуры. В результате анализа большого количества таких темплетов удалось составить в первом приближении шкалу баллов

2 2 8

(рис. 101), оценивающих поперечную макроструктуру заготовки 150X150 мм, полученной путем редуцирова­ ния непрерывнолитых слябов.

В процессе исследования установили, что подавляю­ щее большинство темплетов, отобранных при производ­ стве почти 100 тыс. т металла разных марок из непре­ рывнолитых слябов, получились с макроструктурой, оце­ ниваемой баллами 1 и 2 по «рисунку» и баллами ЦП1 и ОП1 только в отдельных случаях, равными баллу 2 по общепринятой шкале. Вместе с тем наблюдались и случаи, когда балл по рисунку макроструктуры повы­ шался до 3, 4 и даже 5. Сама макроструктура проката характеризуется определенной неустойчивостью. Она из­ меняется так же, как макроструктура литых слябов. По­ лучалась она различной не только для разных плавок, но и в пределах одной плавки и даже по длине отдель­ ных слябов. В целом макроструктура заготовки выгля­ дела вполне качественной и обращала на себя внимание только своим «рисунком». В некоторых случаях обнару­ живали загрязнения локального характера, чаще всего расположенные со стороны одной или двух граней заго­ товки, явно металлургического происхождения. В ГОСТ

1050—60, 4543—71, 6713—53, 10702—63 и 11880—66 ука­ зывается, что макроструктура стали на изломах или про­ травленных темплетах не должна иметь усадочной ра­ ковины и рыхлости, пузырей, расслоений, трещин, неме­ таллических включений и флокенов, видимых без при­ менения оптических приборов.

Практически в подавляющем большинстве случаев макроструктура заготовки, полученной из непрерывно­ литых слябов, если не считать ее отличительного при­ знака — рисунка, полностью удовлетворяла указанным требованиям. Во всяком случае не было ни одного слу­ чая забракования металла в соответствии с перечислен­ ными требованиями ГОСТов. Это очень важное обстоя­ тельство. Все названные ГОСТы охватывают большин­ ство наиболее массовых углеродистых и легированных конструкционных сталей. Если еще учесть и то, что к углеродистым сталям обыкновенного качества по ГОСТ 380—71 вообще никаких требований по макро­ структуре, тем более к ее рисунку, не предъявляется, то можно прийти к заключению, что рисунок макрострук­ туры, выявляемый в заготовке, не является фактором, снижающим качество готовой продукции, во всех тех

229