Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки

Разработана перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки на примере проволочного стана новой формации. На стане могут быть реализованы режимы горячей нормализующей прокатки и термомеханической обработки за счет регулирования температуры конца прокатки, что обеспечивает получ...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Жучков, С.М., Горбанев, А.А., Колосов, Б.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2008
Теми:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2459
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки / С.М. Жучков, А.А. Горбанев, Б.Н. Колосов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 3. — С. 14-21. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-2459
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-24592017-02-22T17:41:58Z Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки Жучков, С.М. Горбанев, А.А. Колосов, Б.Н. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Разработана перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки на примере проволочного стана новой формации. На стане могут быть реализованы режимы горячей нормализующей прокатки и термомеханической обработки за счет регулирования температуры конца прокатки, что обеспечивает получение готовой продукции с заданными потребительскими свойствами. Перспективная схема высокоскоростной прокатки может быть использована при реконструкции действующих проволочных станов и при проектировании новых. Розроблена перспективна технологічна схема високошвидкісної прокатки катанки на прикладі дротового стану нової формації. На стані можуть бути реалізовані режими гарячої, нормалізуючої прокатки й термомеханічної обробки за рахунок регулювання температури кінця прокатки, що забезпечує одержання готової продукції із заданими споживчими властивостями. Перспективна схема високошвидкісної прокатки може бути використана при реконструкції діючих і при проектуванні нових дротових станів. The perspective technological scheme of high-speed rolling rod using wire mill of new formation as an example is developed. The modes of hot, normalizing rolling and termomechanical processing with the help of temperature regulation at the end of rolling can be realized at the mill. This provides obtaining ready production with the given consumer properties. The scheme of high speed rolling can be used at reconstruction of working wire mills and designing new ones. 2008 Article Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки / С.М. Жучков, А.А. Горбанев, Б.Н. Колосов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 3. — С. 14-21. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin4.03.014 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2459 ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
spellingShingle	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Жучков, С.М. Горбанев, А.А. Колосов, Б.Н. Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
description	Разработана перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки на примере проволочного стана новой формации. На стане могут быть реализованы режимы горячей нормализующей прокатки и термомеханической обработки за счет регулирования температуры конца прокатки, что обеспечивает получение готовой продукции с заданными потребительскими свойствами. Перспективная схема высокоскоростной прокатки может быть использована при реконструкции действующих проволочных станов и при проектировании новых.
format	Article
author	Жучков, С.М. Горбанев, А.А. Колосов, Б.Н.
author_facet	Жучков, С.М. Горбанев, А.А. Колосов, Б.Н.
author_sort	Жучков, С.М.
title	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
title_short	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
title_full	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
title_fullStr	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
title_full_unstemmed	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
title_sort	перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2459
citation_txt	Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки / С.М. Жучков, А.А. Горбанев, Б.Н. Колосов // Наука та інновації. — 2008. — Т. 4, № 3. — С. 14-21. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT žučkovsm perspektivnaâtehnologičeskaâshemavysokoskorostnojprokatkikatanki AT gorbanevaa perspektivnaâtehnologičeskaâshemavysokoskorostnojprokatkikatanki AT kolosovbn perspektivnaâtehnologičeskaâshemavysokoskorostnojprokatkikatanki
first_indexed	2025-07-02T05:43:23Z
last_indexed	2025-07-02T05:43:23Z
_version_	1836512710145081344
fulltext	АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ Катанка является основным исходным ма� териалом для метизной отрасли черной метал� лургии. Метизы (металлические изделия) — это проволока и проволочные изделия (сталь� ные канаты, металлокорд, пружины, свароч� ные электроды, металлические сетки и т. д.), крепежные изделия, лента холоднокатаная и плющеная, калиброванная сталь (сортовая холоднотянутая, серебрянка, фасонные про� фили высокой точности). В настоящее время в мире производится бо� лее 15 млн. тонн метизов, что составляет при� мерно 15 % от общего производства готового проката. Ведущие страны по производству метизов — Япония, США, Германия, Франция и Англия. Производство метизов и калибро� ванной стали развивается более быстрыми темпами по сравнению с общим выпуском го� тового проката. Это связано с высокими тем� пами развития потребляющих отраслей, в первую очередь машиностроения [1]. Проволока является основным видом ме� тизных изделий, занимающим наибольший удельный вес в общем выпуске (60 %). Она изготавливается из различных марок стали и сплавов диаметром от 0,005 до 17,0 мм. Наб� людается тенденция в сторону увеличения выпуска проволоки и проволочных изделий наиболее эффективных видов. Эта тенденция будет сохраняться и в дальнейшем. Постоян� но увеличивается потребность в проволоке из сложнолегированных сталей и сплавов, осо� бенно коррозионно�стойкой проволоки для работы в морской воде и в средах с повышен� ным содержанием сероводорода, высокопроч� ной проволоки для различных видов канатов, арматурной проволоки с повышенной проч� ностью и низкими релаксационными свой� ствами и др. Качество катанки определяет качество про� изводимой из нее проволоки, проволочных изделий и основные технико�экономические показатели производства проволоки. Повы� шение качества катанки увеличивает капи� тальные и эксплуатационные затраты в про� катном производстве, однако они, как показал 14 Наука та інновації. 2008. Т 4. № 3. С. 14–21. С.М. Жучков, А.А. Горбанев, Б.Н. Колосов Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Днепропетровск ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПРОКАТКИ КАТАНКИ Разработана перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки на примере проволочного стана новой формации. На стане могут быть реализованы режимы горячей нормализующей прокатки и термомеханичес! кой обработки за счет регулирования температуры конца прокатки, что обеспечивает получение готовой продукции с за! данными потребительскими свойствами. Перспективная схема высокоскоростной прокатки может быть использована при реконструкции действующих проволочных станов и при проектировании новых. К л ю ч е в ы е с л о в а: непрерывный проволочный стан; технологическая схема; чистовая группа клетей; миниблоки; сортамент; свойства; равномерность; точность; температура конца прокатки; ступенчатое водяное охлаждение раската. © С.М. ЖУЧКОВ, А.А. ГОРБАНЕВ, Б.Н. КОЛОСОВ, 2008 опыт реконструкции и последующей эксплуа� тации станов в промышленно развитых стра� нах, полностью окупаются уменьшением зат� рат в последующем переделе при производ� стве метизов [2]. В настоящее время катанка производится на современных высокоскоростных прово� лочных и сортопроволочных станах, которые оборудованы непрерывными группами, состо� ящими из клетей современной конструкции, и блоками чистовых клетей, обеспечивающих производство катанки высокой точности. Ли� нии двухстадийного охлаждения (преимуще� ственно типа Стелмор) дают возможность ре� гулировать режимы охлаждения в определен� ном диапазоне скоростей охлаждения и получать катанку с заданной структурой и свойствами. Суммарный объем производства проката на таких станах в развитых странах составляет около 50 млн. тонн в год, т.е. около 20 % от общего выпуска готового проката. Ра� бочие скорости прокатки катанки диаметром 5,5 —: 7,0 мм возросли до 100 —: 120 м/с, при� чем в перспективе ожидается рост скорости прокатки до 170 м/с. Масса мотков достигла 2,5 тонн, точность катанки составляет ±0,15 —: —: 0,2 мм в зависимости от ее диаметра и стой� кости чистового калибра. Установленные мощности действующих про� волочных станов несколько превышают пот� ребности мирового рынка металлопродукции на катанку из углеродистых сталей. Поэтому для повышения конкурентоспособности и уве� личения сбыта готовой продукции основным направлением улучшения технико�экономи� ческих показателей производства катанки становится повышение качества за счет рав� номерности структуры и механических свойств катанки, обеспечение высокой точности гео� метрических параметров сечения, расширение марочного и размерного сортамента продук� ции, производимой на одном стане [3]. Современный высокоскоростной прово� лочный стан нового поколения должен обес� печивать получение катанки диаметром 4,5 —: —: 22 мм с точностью ±0,05 мм при овальности 60 % поля допуска из углеродистых и легиро� ванных сталей специального назначения, предназначенных для производства металло� корда, канатов, крепежа, пружин, подшипни� ков, сварочной проволоки и др. изделий. Годовая производительность одной нитки стана при использовании исходной заготовки сечением 150 � 150 мм, длиной до 10,5 м и мас� сой мотка до 2,5 т составит 500 тыс. т катанки. Рабочая скорость прокатки катанки диамет� ром 4,5 мм — 120 м/с; максимальная паспорт� ная скорость прокатки на стане — 150 м/с. Технологическая схема стана должна обес� печивать возможность организации термоме� ханической обработки катанки в потоке стана, для чего необходимо регулировать температу� ру конца прокатки в чистовой группе в диапа� зоне 750 —: 1 050 °С. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА Целью проекта является разработка высоко� эффективного технологического процесса вы� сокоскоростной прокатки катанки, технологи� ческая схема которого позволяет управлять микроструктурой и механическими свойства� ми готовой продукции — катанки и сортового проката диаметром 4,5 —: 22 мм из углеродис� тых и легированных сталей за счет управле� ния температурой конца прокатки в диапазо� не фазовых превращений с градиентом в 50 —: —: 70 °С по сечению раската на входе в редук� ционно�калибрующий блок. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫСОКОСКОРОСНОЙ ПРОКАТКИ КАТАНКИ Основными показателями качества катанки из углеродистых и легированных сталей и сплавов являются структура, механические свойства и точность размеров. Основное влия� ние на формирование структуры и механичес� ких свойств катанки оказывает температура конца прокатки. Изменение среднеинтеграль� ной температуры определяется изменением энтальпии нагретого металла исходных заго� товок и раската по длине современного прово� Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 2008 15 лочного стана. Равномерность формирования структуры и механических свойств по сече� нию катанки, в свою очередь, зависит от изме� нения температурного поля раската. В зави� симости от температуры конца прокатки при� меняют высокотемпературную прокатку, при которой Тк.пр. = TAr3 + (150 —: 250 °С), нормали� зующую прокатку, происходящую при Тк.пр = = TAr3 + (30 —: 50 °С) и термомеханическую об� работку, при которой Тк.пр. = TAr1 —: TAr3 . Приме� нение нормализующей прокатки и термоме� ханической обработки позволяет улучшить структуру и механические свойства и снизить затраты при дальнейшей переработке катанки. Диапазон возможных температур конца прокатки должен составлять 750 —: 1050 °С, чтобы расширить возможность управления качеством катанки при скорости прокатки, превышающей 100 м/с. В настоящее время на станах с традиционной компоновкой оборудо� вания в виде 10�клетьевых блоков чистовых клетей и линий Стелмор в связи с интенсив� ным разогревом раската за счет тепла дефор� мации при высоких скоростях температура конца прокатки составляет 1050 —: 1100 °С. С целью повышения конкурентоспособнос� ти готовой продукции в современных услови� ях развивается марочный сортамент стана. На одном стане необходимо прокатывать катанку из углеродистых и высоколегированных ста� лей, в том числе трудно деформируемых. Пос� кольку развивается размерный диапазон про� изводимой продукции, необходимо прокаты� вать катанку диаметром 4,5 —: 22,0 мм. Для оценки возможности управления качеством катанки широкого марочного и размерного сортамента и создания (в случае необходимос� ти) условий для осуществления нормализую� щей прокатки и термомеханической обработки изучили закономерности влияния различных факторов на изменение температурного поля раската в процессе его температурно�деформа� ционной обработки (прокатки) со скоростью 100 —: 150 м/с. Результаты этих исследований стали основой для развития технологий процес� са высокоскоростной прокатки катанки и позво� лили сформировать представления о перспек� тивной технологической схеме современного проволочного стана нового поколения. Была разработана математическая темпера� турно�деформационная модель процесса, состо� ящая из трех дифференциальных уравнений теплопроводности для металла, слоя окалины и валка. Особенности процесса высокоскорост� ной прокатки были учтены при выборе гранич� ных условий. Система уравнений была решена конечно�разностным методом способом прогон� ки. Соответствие модели реальному процессу прокатки на современном высокоскоростном проволочном стане определяли общепринятым способом: измеряли температуру поверхности раската на определенном расстоянии от клети и для этого сечения рассчитывали температурное поле раската, в том числе температуру поверх� ности с учетом выравнивания ее на этом участ� ке. Сравнение показало, что среднеквадратичес� кое отклонение расчетных величин от измерен� ных не превышало 10 °С, т.е. с вероятностью 0,95 погрешность расчета составляла ±20 °С. С помощью разработанной математической моде� ли был выполнен анализ распределения темпе� ратурного поля вдоль линии стана с традицион� ным расположением и составом оборудования, а также в новых схемах расположения оборудо� вания стана и было оценено влияние различных факторов на температурное поле. В результате исследований процесса высо� коскоростной прокатки катанки впервые ус� тановлено, что понижение температуры наг� рева заготовок снижает температуру конца прокатки катанки, однако первоначальная разность температур на входе в стан �Т0 всле� дствие большого количества клетей и высо� ких обжатий уменьшается по длине стана за счет большего разогрева раската в процессе деформации холодных заготовок и разность температур конца прокатки �Тк.пр. в несколь� ко раз меньше. Экспериментальные исследо� вания на стане 150 Белорецкого металлурги� ческого комбината, выполненные при прокат� Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 200816 ке канатных марок сталей 50 —: 85 при различ� ной энтальпии заготовок, соответствующей температурам начала прокатки 1 080 и 930 °С, показали, что первоначальная разность темпе� ратур, равная 150 °С, на выходе катанки из ста� на снижается до 20 °С. Из расчетных и экспери� ментальных данных следует, что уменьшение энтальпии исходных заготовок большого сече� ния при прокатке на современном высокоско� ростном проволочном стане не может являть� ся основным средством понижения темпера� туры конца прокатки до 750 °С, необходимой для осуществления нормализующей прокатки и термомеханической обработки. Кроме того, установлены следующие новые научные поло� жения процесса высокоскоростной прокатки. Увеличение скорости прокатки уменьшает влияние энтальпии исходных заготовок на Тк.пр.. Температурный градиент по сечению рас� ката вначале возрастает по ходу прокатки, за� тем уменьшается за счет увеличения теплово� го потока от контактных сил трения. При этом, чем выше энтальпия исходных заготовок, тем больше температурный градиент по сечению раската. Среднеинтегральная температура по сечению и температура центра раската и их изменение вдоль линии стана зависят от эн� тальпии исходных заготовок. Следовательно, чем ниже температура нагрева заготовок, тем раньше по ходу прокатки начинают возрастать Тср. и Тц.; наибольшее увеличение температуры происходит в чистовом блоке. Установлено влияние реологии металла на изменение энтальпии раската. Показано, что чем выше сопротивление металла деформа� ции, тем больше разогрев раската за счет теп� ла деформации. Так, при конечной скорости прокатки 150 м/с раскат из быстрорежущей стали Р18 разогревается до 1 300 °С. Это мо� жет вызвать размягчение даже первичной эв� тектики. Поэтому при прокатке высоколеги� рованных и трудно деформируемых сталей и сплавов необходимо использовать специаль� ные средства для управления температурным режимом прокатки. Изменение энтальпии металла вдоль линии стана в процессе исследования её влияния на температурное поле раската осуществляли путем изменения теплосъема секциями водяного ох� лаждения (в том числе за счет их количества), ус� танавливаемыми после черновой группы, между промежуточными группами и перед чистовым 10�клетьевым блоком, а также в четных межк� летьевых промежутках 10�клетьевого блока. Установка двух охлаждающих секций пос� ле черновой группы при конечной скорости прокатки катанки на выходе из блока, равной 100 м/с, и температурах начала прокатки 900 —: —: 1100 °С уменьшает среднеинтегральную тем� пературу на входе в первую промежуточную группу на 150 —: 170 °С. При увеличении ско� рости прокатки до 150 м/с температура сни� жается медленнее и составляет 110 —: 125 °С. При дальнейшей прокатке после выхода из первой промежуточной группы раскат разог� ревается. Поэтому понижение температуры конца прокатки при скорости 100 м/с состав� ляет 40 °С, а при скорости прокатки 150 м/с — 20 °С. При этом повышение скорости прокат� ки приводит к возрастанию температурного градиента по сечению катанки. Чем ближе к блоку расположены секции водяного охлаждения, тем больше их влияние на температуру конца прокатки. При темпера� туре раската на входе в стан 900 —: 1 100 °С и скорости прокатки 100 м/с охлаждение водой после второй промежуточной группы умень� шает среднеинтегральную температуру на входе в блок на 140 —: 170 °С. Распределение температуры металла по сечению раската на входе в блок зависит от скорости прокатки и расстояния от последней секции охлаждения до блока. Чем больше скорость прокатки и меньше длина свободного участка перед бло� ком, тем больше температурный градиент по сечению на входе в блок. Результаты исследований показали, что пу� тем охлаждения раската в секциях водяного охлаждения, установленных после черновой и промежуточных групп, управлять в необходи� Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 2008 17 мом диапазоне температурой конца прокатки, структурой и свойствами катанки невозможно вследствие последующего разогрева металла во второй промежуточной группе и чистовом блоке. Однако установка таких секций на этих участках позволяет управлять температурой прокатки вдоль линии стана и выдерживать необходимый диапазон температур прокатки. Это очень важно при прокатке высоколегиро� ванных сталей, имеющих узкий температур� ный диапазон пластичности металла. Принудительное охлаждение раската перед чистовым блоком уменьшает температуру конца прокатки, однако первоначальная раз� ность среднеинтегральных температур раска� тов, прокатанных с различными температура� ми прокатки на входе в блок, на выходе из блока уменьшается. Это объясняется боль� шим выделением тепла при деформации ох� лажденного металла. Поэтому нижний предел температуры конца прокатки, равный 750 °С, невозможно обеспечить понижением темпе� ратуры металла перед 10�клетьевым блоком. Рекомендуемая температура металла на вхо� де в блок для углеродистых сталей составляет 750 —: 800 °С, а для высоколегированных ста� лей определяется структурой и пределом плас� тичности металла. Расстояние от секции ох� лаждения до блока должно обеспечить вырав� нивание температуры по сечению во избежание разрывов подстуженной поверхности раската. Анализ установленных закономерностей изменения температурного поля раската в 10� клетьевых блоках показал, что при традицион� ной компоновке и составе оборудования стана расширение диапазона температур конца про� катки и возможностей управления структурой и свойствами катанки может быть достигнуто только при снижении скорости прокатки до 30 —: 50 м/с и уменьшении температуры раска� та перед блоком. При уменьшении скорости прокатки снижается производительность ста� на, что экономически оправдано только при прокатке малых партий металла с особыми свойствами. Понижение температуры металла на входе в блок до 750 °С требует разработки новых конструкций блоков с усиленной при� водной линией. Понижение температуры конца прокатки до уровня, необходимого для реализации термо� механической обработки катанки, наиболее эффективно может быть осуществлено при разделении 10�клетьевого блока на минибло� ки с организацией принудительного водяного охлаждения между ними. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ РАСКАТА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМАХ ПРОКАТКИ Рассчитаны температурно�деформационные режимы высокоскоростной прокатки катанки и выполнен их анализ при реализации двух технологических схем компоновки оборудова� ния хвостовой части проволочного стана. Первая схема (схема 10 + 2): 10�клетьевой блок — секции водяного охлаждения с участ� ком выравнивания температуры по сечению раската — 2�клетьевой редукционно�калибру� ющий блок. Вторая схема (схема 4 + 4 + 4): 4�клетьевой миниблок — секции водяного охлаждения — 4�клетьевой миниблок — секции водяного ох� лаждения — 4�клетьевой редукционно�калиб� рующий блок в составе двух деформирующих и двух калибрующих клетей. Расчеты температурного поля раската и температурного градиента по сечению на вхо� де раската в низкотемпературный редукцион� но�калибрующий блок выполнены для разно� го количества охлаждающих секций, устанав� ливаемых после 10�клетьевого блока, между миниблоками и после второго миниблока при скорости прокатки 100 и 120 м/с катанки ди� аметром 5,0 мм. Среднеинтегральную темпе� ратуру и температурный градиент на входе в 10�клетьевой блок устанавливали на основа� нии результатов математического моделиро� вания и экспериментальных исследований процесса прокатки в предшествующих непре� рывных группах, а температуру перед первым миниблоком принимали равномерной по се� чению и равной 900 и 800 °С. Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 200818 Установлено, что среднеинтегральная тем� пература на входе в редукционно�калибрую� щий блок при реализации первой схемы опре� деляется количеством секций охлаждения, установленных до и после 10�клетьевого бло� ка, а при работе по второй схеме — количест� вом секций охлаждения перед первым миниб� локом, между миниблоками и после второго миниблока. Оказывает влияние также ско� рость прокатки. Чем больше скорость прокат� ки, тем выше среднеинтегральная температу� ра раската на входе в редукционно�калибрую� щий блок (РКБ). Температурный градиент по сечению раска� та, задаваемого в РКБ, определяется длиной свободного участка от последней секции ох� лаждения до этого блока. Показано, что вто� рая схема более эффективна, чем первая в связи с организацией охлаждения между ми� ниблоками. Длина свободного участка линии стана, требуемая для выравнивания темпера� туры раската по сечению перед редукционно� калибрующим блоком, короче, чем при реали� зации первой схемы. При одинаковом количе� стве секций охлаждения среднеинтегральная температура перед РКБ также ниже, так как часть тепла отбирается между миниблоками. Так, при прокатке катанки диаметром 5,5 мм из стали 75 со скоростью 94 м/с на стане 150 Макеевского металлургического комбината расчетный градиент температур между пове� рхностью и центром катанки составил 270 °С после 10�клетьевого блока. После 2�клетьево� го низкотемпературного блока указанная раз� ность температур снизилась и составила 110 °С, что выше рекомендованного градиента, необ� ходимого для получения высококачественной катанки, составляющего 50 —: 70 °С [4]. На рис. 1 представлено полученное с по� мощью математического моделирования тем� пературное поле раската при прокатке катан� ки диаметром 5,0 мм из стали 75 со скоростью 120 м/с при температуре на входе в чистовую группу клетей 900 °С. Применение многосту� пенчатого охлаждения раската в сочетании с выравниванием температуры раската по сече� нию между первым (клети 1, 2, 3, 4) и вторым (клети 5, 6, 7, 8) миниблоками, а также после второго (клети 5, 6, 7, 8) миниблока обеспечи� ло получение среднемассовой температуры 750 °С при разности температур между пове� рхностью и центром 60 °С. ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПРОКАТКИ КАТАНКИ На основании результатов выполненных исследований были разработаны схема распо� Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 2008 19 Рис. 1. Изменение температурного поля раската по длине хвостовой части стана при прокатке по схеме 4+4+4 катанки диаметром 5,5 мм из стали 75 со скоростью прокатки 120 м/с при температуре на входе в чистовую группу 900 °С ложения и состав оборудования проволочно� го стана новой формации для прокатки катан� ки со скоростью 100 —: 150 м/с. Стан предназ� начен для производства катанки расширенного размерного и марочного сортамента — катан� ки и проката круглого сечения диаметром 4,5 —: 22 мм с точностью 0,05 мм из углеродис� тых и высоколегированных марок стали и сплавов, в т. ч трудно деформируемых. На ста� не могут быть реализованы режимы горячей прокатки, нормализующей прокатки и термо� механической обработки. Температура конца прокатки может регулироваться в пределах 750 —: 1050 °С. Стан включает черновую и две промежуточ� ные группы клетей, чистовую линию в составе двух 4�клетьевых миниблоков и РКБ. Перед чистовой группой, между миниблоками и пос� ле второго миниблока установлены участки водяного охлаждения и выравнивания темпе� ратуры по сечению раската. Длины этих участ� ков L1, L2 и L3 пропорциональны максималь� ной паспортной скорости прокатки на стане. Такая компоновка оборудования хвостовой части проволочного стана позволяет поддер� живать температуру прокатки вдоль его линии постоянной и регулировать температуру кон� ца прокатки в пределах 750 —: 1050 °С при максимальном градиенте температур по сече� нию 60 °С. Это способствует улучшению струк� туры и механических свойств готовой про� дукции. Между черновой группой клетей и печью с шагающими балками может быть установлена машина повышенного обжатия для редуциро� вания круглых заготовок, полученных на ма� шине непрерывного литья заготовок. Сечение заготовок — квадрат 150 � 150 мм и круг диа� метром 160 мм. Схема расположения и состав оборудова� ния предлагаемого проволочного стана пока� заны на рис. 2. По сравнению с проволочными станами, построенными в последние два года ведущей немецкой фирмой СМС, установ� ленными в Китае и Бразилии, разработанная нами схема занимает меньшую площадь за счет применения двух миниблоков, сокраще� ния длины свободного участка перед редук� ционно�калибрующим блоком и отсутствия петель. Этот стан обладает меньшей массой установленного оборудования. При прокатке непрерывнолитых заготовок круглого сече� ния в качестве черновой группы стана может быть использована машина повышенного об� жатия. Это упрощает обслуживание стана и экономически более выгодно по сравнению с увеличением мощности черновой непрерыв� ной группы клетей. Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 200820 Рис. 2. Схема расположения оборудования проволочного стана 150 с перспективной схемой высокоскоростной про� катки катанки: 1 — печь с шагающим подом; 2 — устройство для гидросбива окалины; 3 — трайбаппарат; 4 — черно� вая группа клетей Н 600; 5 — ротационные ножницы; 6 — первая промежуточная группа клетей H—V 360; 7 — рота� ционные ножницы; 8 — вторая промежуточная группа клетей H�V 330; 9 — вертикальные петледержатели; 10 — сек� ции предварительного охлаждения раската; 11 — аварийные ножницы; 12 — горизонтальные петледержатели; 13 — первый миниблок 215; 14 — секции промежуточного охлаждения раската; 15 — второй миниблок 170; 16 — секции регулируемого охлаждения раската; 17 — РКБ 230…205; 18 — секция водяного охлаждения раската; 19 — трайбаппа� рат; 20 — виткообразователь; 21 — рольганг для воздушного охлаждения катанки; 22 — виткосборник; 23 — крю� ковой конвейер; 24 — пресс и инспекторский стеллаж ВЫВОДЫ Разработана перспективная технологичес� кая схема высокоскоростной прокатки катан� ки на примере проволочного стана новой фор� мации для прокатки расширенного размерно� го и марочного сортамента катанки диаметром 4,5 —: 22 мм из углеродистых и легированных сталей специального назначения с точностью ±0,05 мм при овальности профиля в 60 % по� ля допусков. На стане могут быть реализова� ны режимы горячей, нормализующей прокат� ки и термомеханической обработки за счет ре� гулирования температуры конца прокатки в пределах 750 —: 1050 °С, что обеспечивает по� лучение готовой продукции с заданными пот� ребительскими свойствами. В процессе разра� ботки схемы был использован опыт пуска, ос� воения, эксплуатации и исследования работы проволочных станов различных поколений, работающих на металлургических предприя� тиях стран СНГ, а также изучены тенденции развития технологии и оборудования этих станов за рубежом [5—8]. ЛИТЕРАТУРА 1. Дмитриев В.Д. Производство калиброванного ме� талла и проволоки / Итоги науки и техники. Прокат� ное и волочильное производство. — М.: Металлур� гия, 1990. Т. 16. — С. 62—104. 2. Повышение эффективности производства метизов и калиброванного металла / В.И. Ориничев, А.М. Пав� лов, М.П. Яранцев и др. // М.: ОАО "Черметинфор� мация", Бюллетень "Черная металлургия", 1985. — № 8. С. 39—52. 3. Род К., Аммерлинг В.Ю. Гибкое экономическое произ� водство высококачественной катанки и сортового про� ката / Новости черной металлургии за рубежом // М.: ОАО "Черметинформация", 2004. — № 4. — С. 43—46. 4. Симпозиум фирм СМС Шлеман�Зимаг и СКЭТ Ма� шинен�унд Анлагенбау АГ на Криворожском метал� лургическом комбинате, 1990. 5. Жучков С.М., Горбанев А.А. Современные проволоч� ные станы. Тенденции развития технологии и обору� дования. Сообщение 1. Ретроспектива развития техно� логии и оборудования для производства катанки // М.: ОАО "Черметинформация", Бюллетень "Черная металлургия", 2006. — № 6. — С. 54—59. 6. Жучков С.М., Горбанев А.А. Сообщение 2. Схемы рас� положения оборудования современных проволоч� ных и мелкосортно�проволочных станов // Там же. — № 7. — С. 30—42. 7. Жучков С.М., Горбанев А.А. Сообщение 3. Тенденции развития технологии и оборудования для производ� ства катанки. Улучшение качества стали // Там же. — № 8. — С. 40—47. 8. Жучков С.М., Горбанев А.А. Сообщение 4. Тенденции развития технологии и оборудования для производ� ства катанки. Улучшение структуры и свойств катан� ки, повышение точности размеров // Там же. — № 9. — С. 46—53. С.М. Жучков, А.О. Горбаньов, Б.М. Колосов ПЕРСПЕКТИВНА ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ВИСОКОШВИДКІСНОЇ ПРОКАТКИ КАТАНКИ Розроблена перспективна технологічна схема висо� кошвидкісної прокатки катанки на прикладі дротового стану нової формації. На стані можуть бути реалізовані режими гарячої, нормалізуючої прокатки й термомеха� нічної обробки за рахунок регулювання температури кінця прокатки, що забезпечує одержання готової про� дукції із заданими споживчими властивостями. Перс� пективна схема високошвидкісної прокатки може бути використана при реконструкції діючих і при проекту� ванні нових дротових станів. К л ю ч о в і с л о в а: безперервний дротовий стан, тех� нологічна схема, чистова група клітей, мініблоки, сорта� мент, властивості, рівномірність, точність, температура кінця прокатки, східчасте водяне охолодження розкату. S.M. Zhuchkov, A.A. Gorbanev, B.N. Kolosov THE PERSPECTIVE TECHNOLOGICAL SCHEME OF HIGH�SPEED ROLLING ROD The perspective technological scheme of high�speed rol� ling rod using wire mill of new formation as an example is developed. The modes of hot, normalizing rolling and termomechan� ical processing with the help of temperature regulation at the end of rolling can be realized at the mill. This provides obtaining ready production with the given consumer proper� ties. The scheme of high�speed rolling can be used at recon� struction of working wire mills and designing new ones. K e y w o r d s: continuous wire mill, technological sche� me, mill clean group, miniblocks, assortment, properties, uniformity, accuracy, temperature of the rolling end, step water�cooling rolling. Надійшла до редакції 04.09.07. Науково(технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Наука та інновації. № 3, 2008 21

Перспективная технологическая схема высокоскоростной прокатки катанки

Репозитарії

Схожі ресурси