RU2346762C1 - Method for rolling of sectional bars - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes; metallurgy.

SUBSTANCE: method for rolling of sectional bars includes simultaneous billet deformation in several roll openings serially installed along with rolling direction. Even deformation in all passages and stabilisation of geometric dimensions of finished profiles is provided by the fact that rolling is carried out simultaneously at least in 4…6 roll openings of roll openings system comprising alternating oval and round or square diagonal roll openings, at that ratio of rolling-out values in two neighbouring roll openings is changed according to the following dependence: µ_O/µ_K =0.0175·i²-0.153·i+1.458, where µ_O - value of rolling-out in previous oval roll opening; µ_K - the same in subsequent round or square roll opening; i - serial number of odd roll opening opposite to rolling direction.

EFFECT: higher quality of rolled round and square sectional bars.

2 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке мелкосортных круглых или квадратных профилей.The invention relates to rolling production and can be used in the rolling of small-grade round or square profiles.

Такие профили производятся на многоклетевых сортовых станах горячей прокатки, обычно - из квадратной заготовки различных марок сталей. Технология прокатки круглых и квадратных сортовых профилей достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. А.В.Третьякова и В.И.Зюзина «Технология прокатного производства», кн. 1, М., «Металлургия», 1991 г., с.199-202. Наиболее часто для прокатки вышеназванных профилей используются системы калибров «овал-круг» и «овал-квадрат», состоящие из последовательно чередующихся в направлении прокатки овальных и круглых (квадратных) калибров, причем первым (черновым) калибром является овальный.Such profiles are produced on multicell high-quality hot rolling mills, usually from a square billet of various steel grades. The rolling technology of round and square high-quality profiles is described in sufficient detail, for example, in the reference book, under the editorship of A.V. Tretyakova and V.I. Zyuzin "Technology of rolling production", Prince. 1, M., "Metallurgy", 1991, S. 199-202. Most often for rolling the above-mentioned profiles, the oval-circle and oval-square caliber systems are used, consisting of oval and round (square) calibers sequentially alternating in the rolling direction, and the first (draft) caliber is oval.

Одним из основных параметров процесса прокатки сортовых профилей, влияющих на качество (геометрию) конечного сечения и производительность стана, является вытяжка в данном калибре, т.е. величина соотношения площадей поперечных сечений входящей в калибр и выходящей из него полосы.One of the main parameters of the rolling process of long sections, affecting the quality (geometry) of the final section and the productivity of the mill, is the hood in this caliber, i.e. the value of the ratio of the cross-sectional areas of the strip entering and leaving the caliber.

Известен способ прокатки круглых сортовых профилей, при котором кромки раската, прокатываемого в предчистовом овальном калибре, деформируются свободно, без контакта с валками, а после этого калибра, перед прокаткой в круглом чистовом калибре, раскат проходит через пару вертикальных валков с полукруглыми ручьями, выполненными большим радиусом (см. япон. заявку №63-16801, кл. В21В 1/16, опубл. 23.01.88 г.).A known method of rolling round high-quality profiles, in which the edges of the roll, rolled in the finishing oval caliber, are deformed freely, without contact with the rolls, and after this caliber, before rolling in a round finishing caliber, the roll passes through a pair of vertical rolls with semicircular streams made of large radius (see Japanese. application No. 63-16801, class B21B 1/16, publ. 23.01.88).

Однако такая технология не обеспечивает получения стабильных геометрических размеров готового профиля.However, this technology does not provide stable geometric dimensions of the finished profile.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология прокатки сортовых круглых и квадратных профилей, приведенная в книге В.Б.Бахтинова «Прокатное производство», М., «Металлургия», 1987, с.175-180.The closest analogue to the claimed object is the rolling technology of high-quality round and square profiles, given in the book of VB Bakhtinov "Rolling production", M., "Metallurgy", 1987, S. 175-180.

Эта технология прокатки профилей заданных поперечных сечений заключается в деформировании заготовки одновременно в нескольких калибрах, последовательно расположенных по ходу прокатки, и характеризуется тем, что для получения готовых профилей используют овальные калибры, чередующиеся с круглыми или квадратными калибрами, причем величину вытяжки в овальных калибрах принимают до 2,2, а в квадратных - до 1,5 и предчистовой овальный калибр иногда заменяют десятиугольным.This technology of rolling profiles of predetermined cross-sections consists in deforming the workpiece in several calibers simultaneously, successively arranged along the rolling path, and is characterized in that oval gauges alternating with round or square gauges are used to obtain finished profiles, and the amount of drawing in oval gauges is up to 2.2, and in square - up to 1.5 and the final finishing oval caliber is sometimes replaced with a decagonal one.

Недостатком известной технологии прокатки является невозможность создания равномерной деформации во всех проходах, что не обеспечивает стабилизацию размеров готового проката и ухудшает его качество.A disadvantage of the known rolling technology is the inability to create uniform deformation in all passes, which does not stabilize the finished product and worsens its quality.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества круглого и квадратного сортового проката путем создания равномерной деформации во всех проходах при прокатке и стабилизация геометрических размеров готовых профилей.The technical task of the present invention is to improve the quality of round and square sections by creating uniform deformation in all passes during rolling and stabilization of the geometric dimensions of the finished profiles.

Для решения этой задачи в способе прокатки путем деформирования заготовки одновременно в нескольких калибрах, последовательно расположенных по ходу прокатки, прокатку заготовки для конечного круглого или квадратного сечения осуществляют одновременно не менее чем в 4...6 калибрах системы, состоящей из чередующихся овальных и круглых или квадратных «на диагональ» калибров, при этом соотношение величин вытяжек в двух смежных калибрах изменяется по зависимостиTo solve this problem, in a method of rolling by deforming a workpiece simultaneously in several calibers successively located along the course of rolling, rolling a workpiece for a final round or square section is carried out simultaneously in at least 4 ... 6 calibers of a system consisting of alternating oval and round or square "per diagonal" gauge, while the ratio of hoods in two adjacent calibers varies according to

µ_O/µ_K=0,0175·i²-0,153·i+1,458,µ _O / µ _K = 0.0175 · i ² -0.153 · i + 1.458,

где µ_O - величина вытяжки в предыдущем овальном калибре;where µ _O is the amount of extraction in the previous oval caliber;

µ_K - то же в последующем круглом или квадратном калибре;µ _K - the same in the subsequent round or square gauge;

i - порядковый номер нечетного калибра против хода прокатки.i - serial number of an odd caliber against the course of rolling.

Приведенная зависимость получена при обработке экспериментальных данных и является эмпирической.The above dependence is obtained by processing the experimental data and is empirical.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин соотношения вытяжек металла при прокатке в двух смежных калибрах, причем берется соотношение вытяжек в предыдущем овальном к вытяжкам в последующем круглом или квадратном калибре, а прокатка должна осуществляться одновременно не менее чем в 4…6 калибрах. В результате этого, как показала опытная проверка способа (см. ниже), обеспечивается равномерность деформации (по высоте и ширине раската) во всех проходах и, следовательно, стабилизация геометрических размеров партии готовых профилей, прокатанных в данной системе калибров.The essence of the proposed technical solution is to optimize the ratio of the extracts of metal during rolling in two adjacent calibers, and the ratio of extracts in the previous oval to extracts in the next round or square gauge is taken, and rolling should be carried out simultaneously in at least 4 ... 6 calibers. As a result of this, as shown by an experimental verification of the method (see below), uniformity of deformation (along the height and width of the roll) is ensured in all passes and, therefore, stabilization of the geometric dimensions of the batch of finished profiles rolled in this gauge system.

При реализации предлагаемого способа необходимое соотношение величин вытяжек в смежных калибрах достигается созданием соответствующих размеров калибров. Минимально допустимое количество калибров, в которых должен одновременно находиться раскат, зависит в основном от размеров конечного профиля - чем он меньше, тем меньше и количество этих калибров.When implementing the proposed method, the required ratio of hoods in adjacent calibers is achieved by creating the appropriate sizes of calibers. The minimum allowable number of calibers, in which the peal should be simultaneously located, depends mainly on the size of the final profile - the smaller it is, the smaller the number of these calibers.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на сортовом стане 170 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».Experimental verification of the proposed method was carried out on varietal mill 170 of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works.

С этой целью при прокатке круглых сортовых профилей диаметром 8…20 мм (ГОСТ 2590) и квадратных сечением 10×10…25×25 мм² (ГОСТ 2591) из различных марок сталей варьировали количество калибров, в которых одновременно деформировался раскат, а также величины соотношений µ_O/µ_K вытяжек в смежных калибрах. Результаты опытов оценивали по выходу качественного (по геометрии) проката, а также по стабильности (разнице размеров поперечного сечения) геометрии отдельно взятых профилей данного размера, прокатанных в течение рабочей кампании валков стана.For this purpose, when rolling round long sections with a diameter of 8 ... 20 mm (GOST 2590) and square cross-section 10 × 10 ... 25 × 25 mm ² (GOST 2591) from various steel grades, the number of calibers was varied in which the roll was deformed at the same time, as well as the values ratios µ _O / µ _K hoods in adjacent calibers. The results of the experiments were evaluated by the yield of quality (in geometry) rolled products, as well as in the stability (difference in cross-sectional sizes) of the geometry of individual profiles of a given size, rolled during the working campaign of the mill rolls.

Наилучшие результаты (выход качественных профилей до 99,2% при разнице размеров поперечного сечения в пределах половины допусков по ГОСТ 2590 и 2591 у 96,5…98,7% профилей одной кампании) получены при реализации предлагаемого способа. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.The best results (yield of quality profiles up to 99.2% with a difference in cross-sectional sizes within half of the tolerances according to GOST 2590 and 2591 for 96.5 ... 98.7% of the profiles of one campaign) were obtained when implementing the proposed method. Deviations from its recommended parameters worsened the achieved indicators.

Так, при нахождении раската одновременно только в 2…3 калибрах системы выход качественного проката снизился до 72…97% (в зависимости от сортамента), а увеличение этого количества не повысило данный показатель, но усложнило настройку стана. Отклонения величин соотношения вытяжек µ_O/µ_K в любую сторону (больше или меньше оптимальных значений) снизило показатель стабильности геометрических размеров (см. выше) до 63…95%.So, when the reel was found at the same time only in 2 ... 3 calibers of the system, the output of high-quality rolled products dropped to 72 ... 97% (depending on the assortment), and an increase in this quantity did not increase this indicator, but complicated the setup of the mill. Deviations of the ratio of hoods µ _O / µ _K to either side (more or less than optimal values) reduced the geometric stability index (see above) to 63 ... 95%.

Была также опробована прокатка круглых и квадратных профилей по известной технологии, взятой в качестве ближайшего аналога. При этом выход качественного сортового проката не превысил 97,3%, а стабильность размеров профилей одной кампании прокатки была в пределах 70…87%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.The rolling of round and square profiles using the known technology, taken as the closest analogue, was also tested. At the same time, the yield of high-quality long products did not exceed 97.3%, and the dimensional stability of the profiles of one rolling campaign was within 70 ... 87%. Thus, an experimental verification confirmed the acceptability of the technical solution found to achieve the goal and its advantage over a known object.

Технико-экономические исследования, выполненные в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показали, что использование настоящего изобретения на комбинате позволит повысить выход качественной мелкосортной круглой и квадратной стали почти на 2% с одновременным увеличением прибыли от реализации проката с улучшенными потребительскими свойствами. Кроме того, повышение стабильности геометрических размеров профилей снизит трудозатраты при их дальнейшей переработке.Technical and economic studies carried out at the Central Laboratory of OJSC MMK showed that the use of the present invention at the plant will increase the yield of high-quality fine-grained round and square steel by almost 2% while increasing profit from the sale of rolled products with improved consumer properties. In addition, increasing the stability of the geometric dimensions of the profiles will reduce labor costs during their further processing.

Примеры конкретного выполненияCase Studies

1) Круг диаметром 12 мм прокатывается с деформацией раската одновременно в четырех калибрах: двух овальных и двух круглых.1) A circle with a diameter of 12 mm is rolled with deformation of the roll simultaneously in four calibers: two oval and two round.

Величины отношений вытяжек:The ratio of the hoods:

i=1; µ_O/µ_K=0,0175-0,153+1,458=1,32;i = 1; µ _O / µ _K = 0.0175-0.153 + 1.458 = 1.32;

i=2; µ_O/µ_K=0,0175·4-0,153·2+1,458=1,22.i = 2; µ _O / µ _K = 0.0175 · 4-0.153 · 2 + 1.458 = 1.22.

В последнем (чистовом) калибре µ_K=1,05 и µ_O=µ_K·132=1,05·1,32=1,39, т.е. вытяжка в предчистовом овальном калибре составляет 1,39.In the last (finishing) gauge, µ _K = 1.05 and µ _O = µ _K · 132 = 1.05 · 1.32 = 1.39, i.e. the hood in the prefinished oval caliber is 1.39.

Во втором круглом калибре µ_K=1,15 и µ_O=µ_K·1,22=1,15·1,22=1,40 (вытяжка в I овальном калибре).In the second round gauge, µ _K = 1.15 and µ _O = µ _K · 1.22 = 1.15 · 1.22 = 1.40 (hood in I oval gauge).

Таким образом, вытяжки в калибрах по ходу прокатки составляют 1,40→1,15→1,39→1,05.Thus, hoods in calibers during rolling are 1.40 → 1.15 → 1.39 → 1.05.

2) Квадрат со стороной 14 мм прокатывается одновременно также в четырех калибрах: двух овальных и двух квадратных.2) A square with a side of 14 mm is rolled simultaneously in four calibers: two oval and two square.

Величины отношений вытяжек те же, что и в предыдущем примере, т.е. для i=1-µ_O/µ_K=1,32, i=2-µ_O/µ_K=1,22.The values of the ratio of the hoods are the same as in the previous example, i.e. for i = 1-µ _O / µ _K = 1.32, i = 2-µ _O / µ _K = 1.22.

В чистовом калибре µ_K=1,04, а в предчистовом овальном µ_O=1,04·1,32=1,37; во втором квадратном калибре µ_K=1,1, а в I овальном µ_O=1,1·1,1·1,22=1,34. Вытяжки (по ходу прокатки): 1,34→1,1→1,37→1,04.In the finishing gauge µ _K = 1,04, and in the finishing oval µ _O = 1,04 · 1,32 = 1,37; in the second square gauge, µ _K = 1.1, and in I oval, µ _O = 1.1 · 1.1 · 1.22 = 1.34. Hoods (during rolling): 1.34 → 1.1 → 1.37 → 1.04.

Claims (1)

Способ прокатки сортовых профилей круглого или квадратного поперечного сечения путем деформирования заготовки одновременно в нескольких калибрах, последовательно расположенных по ходу прокатки, отличающийся тем, что прокатку заготовки осуществляют одновременно не менее чем в 4…6 калибрах системы калибров, состоящей из чередующихся овальных и круглых или квадратных диагональных калибров, при этом соотношение величин вытяжек в двух смежных калибрах изменяют по зависимости
µ_O/µ_K=0,0175·i²-0,153·i+1,458,
где µ_O - величина вытяжки в предыдущем овальном калибре;
µ_K - то же в последующем круглом или квадратном калибре;
i - порядковый номер нечетного калибра против хода прокатки. A method of rolling varietal profiles of round or square cross-section by deforming a workpiece simultaneously in several calibers sequentially located along the rolling process, characterized in that the workpiece is rolled at the same time in at least 4 ... 6 calibers of a gauge system consisting of alternating oval and round or square diagonal gauges, while the ratio of hoods in two adjacent calibers is changed according to
µ _O / µ _K = 0.0175 · i ² -0.153 · i + 1.458,
where µ _O is the amount of extraction in the previous oval caliber;
µ _K - the same in the subsequent round or square gauge;
i - serial number of an odd caliber against the course of rolling.