RU2403998C1

RU2403998C1 - Method of rolling strips for larger-diametre tubes from lowalloy steel at reversing thick plate mill

Info

Publication number: RU2403998C1
Application number: RU2009134387/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Немтинов (RU); Александр Анатольевич Немтинов; Николай Борисович Скорохватов (RU); Николай Борисович Скорохватов; Андрей Михайлович Корчагин (RU); Андрей Михайлович Корчагин; Сергей Михайлович Тихонов (RU); Сергей Михайлович Тихонов; Александр Васильевич Голованов (RU); Александр Васильевич Голованов; Сергей Владимирович Сосин (RU); Сергей Владимирович Сосин; Виталий Анатольевич Моторин (RU); Виталий Анатольевич Моторин; Илья Евгеньевич Кириллов (RU); Илья Евгеньевич Кириллов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь")
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2010-11-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed method comprises heating, lengthwise roughing and crosswise rolling. Proposed invention aims at ruling out the formation of lateral laps after finish rolling. For this, lengthwise roughing of billet is performed to billet thickness making 8-16 thicknesses of finished strip while roughing is performed to thickness making 3-7 thicknesses of finished strip in at least 5 sequential reversing passes. Note that in at least two said passes lateral bevels are formed on the billet front surfaces along both lateral faces on the width of 10-25 thicknesses of finished strip. To this end, uniform regulated decrease in single absolute thickness reduction is performed on one edge of the billet, while, on the opposite edge, it is increased to produce intermediate billet. Said billet has lateral faces features trapezoidal shape of regulated sizes.

EFFECT: higher quality of strips for large-diametre tubes rolled at thick-sheet mill.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии и оборудованию листовой прокатки на реверсивном толстолистовом стане.The invention relates to the field of metal forming, in particular to technology and equipment for sheet rolling on a reversible plate mill.

При прокатке толстолистового штрипса на реверсивном стане из относительно высокой непрерывнолитой заготовки на поверхности боковых граней готового листа часто возникают закаты. Их появление связано с большой величиной уширения вблизи зоны контакта валков с металлом заготовки при обжатии в продольном направлении. Иначе говоря, при продольной толстолистовой прокатке на боковых гранях раската может иметь место «двойное бочкообразование», которое сопровождается появлением глубоких складок (закатов) на боковой поверхности штрипса и снижением качества готовой продукции. Это приводит к необходимости увеличивать размер боковой обрези листа и соответственно к увеличению расходного коэффициента.When rolling a plate strip on a reversing mill from a relatively high continuously cast billet, sunsets often occur on the surface of the side faces of the finished sheet. Their appearance is associated with a large broadening near the contact zone of the rolls with the metal of the workpiece during compression in the longitudinal direction. In other words, during longitudinal plate rolling on the side faces of the roll, “double barrel formation” may occur, which is accompanied by the appearance of deep folds (sunsets) on the side surface of the strip and a decrease in the quality of the finished product. This leads to the need to increase the size of the side trim of the sheet and, accordingly, to increase the expenditure coefficient.

Известен способ производства толстолистового проката, в соответствии с которым боковой грани сляба перед началом прокатки придают форму трапеции [1]. Для этого по всей длине боковых ребер сляба выполняют скосы при его отливке. При использовании данного способа удается сдерживать искривление боковых граней и веерообразное уширение концов раската на начальных стадиях продольной прокатки. Это позволяет снизить расходный коэффициент при прокатке. Однако реализация способа невозможна при использовании непрерывнолитых заготовок прямоугольной конфигурации со стандартных машин непрерывного литья заготовок, все более широко применяемых в современном металлургическом производстве.A known method for the production of plate products, in accordance with which the side face of the slab before rolling is shaped like a trapezoid [1]. To do this, along the entire length of the side ribs of the slab, bevels are performed during casting. Using this method, it is possible to restrain the curvature of the side faces and the fan-shaped broadening of the ends of the roll at the initial stages of longitudinal rolling. This allows you to reduce the cost coefficient during rolling. However, the implementation of the method is impossible when using continuously cast billets of a rectangular configuration from standard machines for continuous casting of billets, which are increasingly used in modern metallurgical production.

В то же время известен способ производства штрипса для труб большого диаметра из низколегированной стали на реверсивном толстолистовом стане, включающий нагрев непрерывнолитой заготовки, черновую продольную и поперечную прокатку этой заготовки до получения ширины, соответствующей ширине готового штрипса, промежуточное подстуживание полученной заготовки и ее последующую чистовую продольную прокатку до получения толщины готового штрипса [2].At the same time, a method is known for producing a strip for large diameter pipes of low alloy steel on a reversible plate mill, including heating a continuously cast billet, roughing longitudinal and transverse rolling of this billet to obtain a width corresponding to the width of the finished strip, intermediate curing of the obtained billet and its subsequent final longitudinal rolling to obtain the thickness of the finished strip [2].

При реализации известного способа черновое и чистовое обжатие непрерывнолитой заготовки по толщине производится на реверсивном толстолистовом стане. В связи с особенностями процесса формоизменения при прокатке для осуществления нужного обжатия необходимо несколько проходов. Для получения требуемой структуры готовой продукции используется подстуживание полученной промежуточной заготовки (раската) после черновой прокатки, осуществляемое во время специальной междеформационной паузы между черновой и чистовой прокатками. Чтобы избежать деформации в неблагоприятном температурном диапазоне, находящийся на рольганге стана подкат охлаждают до достижения им заданной температуры. Следует отметить, что при реализации данного способа также возможно образование «закатов» на боковых кромках изделия во время чистовой прокатки. Их появление связано с «двойным бочкообразованием» на поверхности этих боковых кромок при обжатии «высокой» заготовки (H₀>300 мм) в ходе продольной черновой прокатки (рис.1). Иначе говоря, в зоне контакта металла с валками происходит его смещение в поперечном направлении (уширение) W. После потери боковой кромкой устойчивости на стадии черновой прокатки каждое последующее обжатие в зоне этой кромки при черновой и особенно чистовой прокатке может приводить только к нарастанию кривизны этой «двойной бочки», т.е. к увеличению глубины потенциального «заката».When implementing the known method, roughing and finishing reduction of a continuously cast billet in thickness is performed on a reversible plate mill. In connection with the features of the process of forming during rolling, several passes are necessary to carry out the necessary compression. To obtain the desired structure of the finished product, it is used to reinforce the obtained intermediate billet (roll) after rough rolling, carried out during a special inter-deformation pause between rough and finish rolling. To avoid deformation in the unfavorable temperature range, the tackle located on the rolling table of the mill is cooled until it reaches the set temperature. It should be noted that when implementing this method, the formation of “sunsets” on the lateral edges of the product during finish rolling is also possible. Their appearance is associated with “double barrel formation” on the surface of these lateral edges during compression of a “high” workpiece (H ₀ > 300 mm) during longitudinal rough rolling (Fig. 1). In other words, in the zone of contact of the metal with the rolls, it shifts in the transverse direction (broadening) W. After the side edge loses stability at the rough rolling stage, each subsequent compression in the zone of this edge during rough and especially finish rolling can only lead to an increase in the curvature of this " double barrels ”, i.e. to increase the depth of the potential "sunset".

Очевидно, что необходимость снижения расходного коэффициента при производстве штрипса для труб большого диаметра из низколегированной стали на реверсивном толстолистовом стане обуславливает целесообразность использования технических решений, совмещающих устранение закатов на боковой поверхности с возможностью получения высоких механических свойств штрипса. Это подтверждает актуальность разработки соответствующего способа производства штрипса для труб большого диаметра.Obviously, the need to reduce the expenditure coefficient in the production of a strip for large diameter pipes of low alloy steel on a reversible plate mill makes it expedient to use technical solutions that combine the elimination of sunsets on the side surface with the possibility of obtaining high mechanical properties of the strip. This confirms the relevance of developing an appropriate method for the production of strips for pipes of large diameter.

Технический результат изобретения - повышение качества толстолистового штрипса для труб большого диаметра за счет отсутствия боковых закатов на готовой продукции после чистовой прокатки.The technical result of the invention is to improve the quality of plate for large diameter pipes due to the absence of side sunsets on the finished product after finishing rolling.

Технический результат достигается тем, что в способе производства штрипса для труб большого диаметра из низколегированной стали на реверсивном толстолистовом стане, включающем нагрев непрерывнолитой заготовки, черновую продольную и поперечную прокатку этой заготовки до получения ширины, соответствующей ширине готового штрипса, промежуточное подстуживание полученной заготовки и ее последующую чистовую продольную прокатку до получения толщины готового штрипса, согласно изобретению черновую продольную прокатку непрерывнолитой заготовки осуществляют до достижения ею толщины, составляющей 8-16 толщин готового штрипса, после чего производят черновую поперечную прокатку полученной заготовки до толщины, составляющей 3-7 толщин готового штрипса, причем указанную поперечную прокатку осуществляют не менее чем за 5 последовательных реверсивных проходов и не менее чем в двух из этих проходов наряду с равномерным обжатием всей заготовки по толщине на заданную величину производят формирование боковых скосов на ее лицевых поверхностях вдоль обоих боковых граней на ширине 10-25 толщин готового штрипса от каждой грани, причем если на одном краю заготовки для этого производят равномерное уменьшение единичного абсолютного обжатия по толщине от 0,3-0,6 до 0,1-0,5 толщин готового штрипса, то на противоположном краю заготовки производят аналогичное равномерное увеличение единичного абсолютного обжатия, таким образом, что после завершения черновой поперечной прокатки боковые грани промежуточной заготовки получают трапециевидную форму с величиной малого основания трапеции, совпадающего с поверхностью боковой грани промежуточной заготовки перед подстуживанием, составляющей 0,80-0,95 от толщины этой заготовки, с высотой трапеции, соответствующей ширине скосов на лицевых поверхностях данной заготовки, и с величиной большого основания трапеции, соответствующей толщине данной заготовки.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a strip for large diameter pipes of low alloy steel on a reversible plate mill, including heating a continuously cast billet, roughing longitudinal and transverse rolling of this billet to obtain a width corresponding to the width of the finished strip, intermediate baking of the obtained billet and its subsequent fine longitudinal rolling to obtain the thickness of the finished strip, according to the invention, rough longitudinal rolling of continuously cast filler billets are carried out until it reaches a thickness of 8-16 thicknesses of the finished strip, after which a rough transverse rolling of the obtained workpiece is made to a thickness of 3-7 thicknesses of the finished strip, and the specified transverse rolling is carried out for at least 5 consecutive reverse passes and at least than in two of these passages, along with uniform compression of the entire workpiece in thickness by a predetermined amount, the formation of lateral bevels on its front surfaces along both side faces at a width of 10-25 thickness of the finished strip from each face, and if on one edge of the workpiece for this a uniform decrease in unit absolute reduction in thickness is from 0.3-0.6 to 0.1-0.5 thicknesses of the finished strip, then on the opposite edge of the workpiece produce the same uniform increase in a single absolute reduction, so that after the rough cross rolling is completed, the side faces of the intermediate billet receive a trapezoidal shape with a small base of trapezoid that coincides with the surface of the side face ezhutochnoy billet before podstuzhivaniem, 0.80-0.95 component on the thickness of the blank, with the height of the trapezoid corresponding to the width of the bevel faces of the preform, and with the magnitude of the large base of the trapezium corresponding to the thickness of the workpiece.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан механизм образования боковых закатов при продольной прокатке обычной (прямоугольной) заготовки. На фиг.2 представлена последовательность и режимы операций при производстве штрипса для труб большого диаметра согласно предложенному способу. На фиг.3 показана схема формирования скосов на лицевых поверхностях заготовки при поперечной черновой прокатке согласно предлагаемому изобретению. На фиг.4 показан механизм формирования боковых кромок штрипса при продольной прокатке предлагаемой (фигурной) заготовки.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the mechanism of formation of lateral sunsets during longitudinal rolling of a conventional (rectangular) billet. Figure 2 presents the sequence and modes of operations in the production of a strip for pipes of large diameter according to the proposed method. Figure 3 shows a diagram of the formation of bevels on the front surfaces of the workpiece during transverse rough rolling according to the invention. Figure 4 shows the mechanism for forming the lateral edges of the strip during longitudinal rolling of the proposed (curly) workpiece.

Способ производства штрипса для магистральных труб из низкоуглеродистой стали реализуют следующим образом (фиг.2). Нагретую прямоугольную непрерывнолитую заготовку 1a толщиной H₀, шириной B₀ и длиной L₀ извлекают из нагревательной печи и подают на рольганг толстолистового реверсивного стана таким образом, чтобы ее продольная ось Y была параллельна направлению прокатки V. На стане за несколько проходов производят ее черновую продольную прокатку до получения заготовки 1a с длиной L₁ и толщиной H₁=(8-16)H_ш, где H_ш - толщина готового штрипса. При этом ширина заготовки сохраняет исходное значение, т.е. B₁=B₀. После этого осуществляют кантовку заготовки 1a на 90° в плане, позволяющую установить ее ось Y перпендикулярно направлению прокатки V и произвести разбивку ширины. Затем производят черновую поперечную прокатку заготовки 1а не менее чем за 5 последовательных реверсивных проходов до толщины подстуживания H₂=(3-7)H_ш, раскатывая ее до получения заданной ширины готового штрипса B₂=B_ш, соответствующей длине окружности изготавливаемой из него трубы с припуском на продольную обрезь и механическую обработку (заготовка 1b). При этом в последних проходах поперечной прокатки одновременно с обжатием всей заготовки 1b по толщине на величину δ₀ производят формирование боковых скосов на ее обеих лицевых поверхностях вдоль всех боковых ребер (фиг.3). С этой целью на одном краю заготовки 1b величину единичного абсолютного обжатия в валках по толщине равномерно уменьшают от δ₁=(0,3-0,6)H_ш непосредственно на боковой грани до δ₀=(0,1-0,5)H_ш на расстоянии l=(10-25)H_ш от боковой грани раската. Для этого валки в процессе деформации разводят на величину δ_p=δ₁-δ₀. Обжатие δ₀ используют во время этого прохода для основной части заготовки вплоть до приближения очага деформации к противоположному краю. На противоположном краю заготовки 1b значение обжатия в валках равномерно увеличивают, симметричным образом относительно обжатия на первом краю, за счет сведения валков в процессе деформации. После завершения всех проходов черновой поперечной прокатки с переменным обжатием на лицевых поверхностях заготовки 1b вдоль боковых ребер возникают скосы шириной l (фиг.2). Иначе говоря, боковые грани промежуточной заготовки получают форму трапеции ABCD, причем величина малого основания трапеции AB, соответствующего поверхности боковой грани, составляет AB=h=(0,80-0,95)H₂, высота трапеции AE, соответствующая ширине скосов на лицевых поверхностях заготовки, составляет AE=l=(10-25)H_ш, и величина большого основания трапеции CD, соответствующего толщине заготовки после черновой прокатки, составляет CD=H₂=(3-7)H_ш. Таким образом, на чистовую продольную прокатку после кантовки в плане на 90° и подстуживания поступает фигурная заготовка 1b с симметричными скосами на лицевых поверхностях вдоль боковых ребер. Последующие операции подстуживания и чистовой продольной прокатки производят в обычном режиме до получения заданных размеров H_ш, B_ш, L_ш готового штрипса 1c.A method of manufacturing a strip for main pipes of low carbon steel is implemented as follows (figure 2). The heated rectangular continuously cast billet 1a of thickness H ₀ , width B ₀ and length L _{0 is} removed from the heating furnace and fed to the rolling table of the plate reversing mill so that its longitudinal axis Y is parallel to the direction of rolling V. Its rough longitudinal section is made in several passes rolling to obtain a workpiece 1a with a length L ₁ and a thickness H ₁ = (8-16) H _W , where H _W - the thickness of the finished strip. In this case, the workpiece width retains its original value, i.e. B ₁ = B ₀ . After that, the billet 1a is tilted 90 ° in the plan, allowing you to set its Y axis perpendicular to the rolling direction V and break the width. Then, a rough transverse rolling of the workpiece 1a is carried out for at least 5 consecutive reverse passes to the thickness of the sheathing H ₂ = (3-7) H _w , rolling it to obtain the specified width of the finished strip B ₂ = B _w , corresponding to the circumference of the pipe made from it with allowance for longitudinal cutting and machining (blank 1b). Moreover, in the last passes of the transverse rolling, simultaneously with the compression of the entire billet 1b in thickness by a value of δ ₀ , side bevels are formed on its both front surfaces along all side ribs (Fig. 3). For this purpose, on the one edge of the workpiece 1b, the unit absolute compression in the rolls in thickness is uniformly reduced from δ ₁ = (0.3-0.6) H _w directly on the side face to δ ₀ = (0.1-0.5) H _w at a distance l = (10-25) H _w from the side edge of the roll. For this, the rolls in the process of deformation are bred by δ _p = δ ₁ -δ ₀ . Compression δ _{0 is} used during this passage for the main part of the workpiece until the deformation zone approaches the opposite edge. On the opposite edge of the workpiece 1b, the compression value in the rolls is uniformly increased, symmetrically with respect to the compression on the first edge, due to the rolls being reduced during deformation. After completion of all passes of rough cross rolling with variable compression on the front surfaces of the workpiece 1b along the side ribs there are bevels of width l (Fig. 2). In other words, the lateral faces of the intermediate workpiece receive the shape of a trapezoid ABCD, and the small base of the trapezoid AB corresponding to the surface of the lateral face is AB = h = (0.80-0.95) H ₂ , the height of the trapezoid AE corresponding to the width of the bevels on the front the surface of the workpiece is AE = l = (10-25) H _w , and the size of the large base of the trapezoid CD, corresponding to the thickness of the workpiece after rough rolling, is CD = H ₂ = (3-7) H _w Thus, the final blank 1b with symmetrical bevels on the front surfaces along the side ribs comes to the final longitudinal rolling after turning over 90 ° in plan and reinforcing. The subsequent operations of undermining and finishing longitudinal rolling are carried out in the usual mode until the specified sizes H _W , B _W , L _{W of the} finished strip 1c are obtained.

В ходе чистовой продольной прокатки полученной фигурной заготовки со скосами сначала происходит деформация металла осевой центральной зоны, имеющей большую толщину, а недеформируемые трапециевидные прикромочные зоны играют роль жестких концов, тормозящих поперечное течение металла (уширение) в поверхностных слоях заготовки (фиг.4). При таком характере деформации поперечное течение металла W₁ при уширении в ходе чистовой продольной прокатки будет сконцентрировано в зоне горизонтальной оси X заготовки 1. Выдавливание металла в поперечном направлении также будет происходить вдоль горизонтальной оси заготовки. Иначе говоря, начальное «двойное бочкообразование» на боковых кромках заготовки после продольной черновой прокатки будет компенсироваться «обычным бочкообразованием» при продольной чистовой прокатке и суммарная конфигурация боковой кромки будет характеризоваться плоско-выпуклым характером кривизны (фиг.4). Соответственно, будут устранены предпосылки для образования закатов на готовом штрипсе. Таким образом, применение предложенного способа прокатки способствует получению требуемого технического эффекта, обеспечивающего повышение качества толстолистового штрипса для труб большого диаметра за счет устранения боковых закатов на готовой продукции.In the course of the longitudinal longitudinal rolling of the obtained figured billet with bevels, the metal first deforms in the axial central zone, which is thicker, and the undeformable trapezoidal edge zones play the role of hard ends that inhibit the transverse metal flow (broadening) in the surface layers of the billet (Fig. 4). With this type of deformation, the transverse flow of metal W ₁ during broadening during fine longitudinal rolling will be concentrated in the zone of the horizontal axis X of the workpiece 1. Extrusion of the metal in the transverse direction will also occur along the horizontal axis of the workpiece. In other words, the initial "double barrel formation" on the lateral edges of the workpiece after longitudinal rough rolling will be compensated by "normal barrel formation" during longitudinal finishing rolling and the total configuration of the side edge will be characterized by a plane-convex character of curvature (figure 4). Accordingly, the prerequisites for the formation of sunsets on the finished strip will be eliminated. Thus, the application of the proposed rolling method contributes to the desired technical effect, which provides an increase in the quality of plate for large diameter pipes by eliminating side sunsets on the finished product.

Применение предложенного технического решения поясняется примером его реализации. С целью экспериментального определения оптимальных параметров производства листа штрипсовой стали класса прочности X70 толщиной H_ш=20 мм на реверсивном стане 5000 использовали непрерывнолитую заготовку с размерами H₀×B₀×L₀=313×1721×1210 мм. После нагрева указанной заготовки до температуры 1190-1215°C в ходе черновой продольной прокатки на стане 5000 ее сначала подвергали обжатию по толщине за пять проходов до размеров H₁×B₁×L₁=172×1721×2200 мм. Иначе говоря, производили обжатие непрерывнолитой заготовки в продольном направлении до толщины H₁=172 мм=8,6H_ш. При этом ее длина увеличивалась до L₁=2200 мм, а ширина оставалась прежней B₁=B₀=1721 мм.The application of the proposed technical solution is illustrated by an example of its implementation. In order to experimentally determine the optimal parameters for the production of a strip steel sheet of strength class X70 with a thickness H _w = 20 mm, a continuously cast billet with dimensions H ₀ × B ₀ × L ₀ = 313 × 1721 × 1210 mm was used on a reversing mill 5000. After heating the specified workpiece to a temperature of 1190-1215 ° C during rough longitudinal rolling at mill 5000, it was first subjected to compression in thickness in five passes to dimensions H ₁ × B ₁ × L ₁ = 172 × 1721 × 2200 mm. In other words, the continuous casting was pressed in the longitudinal direction to a thickness of H ₁ = 172 mm = 8.6H _W. At the same time, its length increased to L ₁ = 2200 mm, and the width remained the same B ₁ = B ₀ = 1721 mm.

Затем, после кантовки в плане на 90°, производили поперечную прокатку заготовки (разбивку ширины) до размеров H₂×B₂×L₂=108×2740×2200 мм за шесть последовательных реверсивных проходов, с единичным абсолютным обжатием по толщине для основного сечения заготовки в каждом проходе δ₀=4-10 мм. Величину обжатия δ₀ выбирали из расчета усилия на валках стана, которое не должно превышать допустимое (паспортное) значение. При этом ширина заготовки увеличивалась до B₂=2740 мм (соответствующей ширине готового штрипса для изготовления трубы ⌀820 мм с припуском на обработку) при неизменной длине L₂=L₁=2200 мм. В ходе поперечной прокатки заготовки в четырех последних проходах осуществляли формирование боковых скосов на ее лицевых поверхностях вдоль обоих боковых ребер. Для этого на одном краю заготовки производили равномерное уменьшение абсолютной величины единичного обжатия в валках от δ₁=6-12 мм на боковой грани до δ₀=2-10 мм на расстоянии l=300 мм от боковой грани. На противоположном краю заготовки значения обжатия равномерно увеличивали аналогичным образом. После завершения черновой поперечной прокатки боковые грани заготовки получали трапециевидную форму. Величина малого основания трапеции (поверхность боковой грани заготовки) составляла AB=97 мм, т.е. 0,9 от толщины полученной промежуточной заготовки. Высота трапеции, соответствующая ширине скосов на лицевых поверхностях готовой промежуточной заготовки, составляла AE=300 мм, т.е. 15 толщин готового штрипса, а величина большого основания трапеции соответствовала толщине промежуточной заготовки перед подстуживанием CD=H₂=108 мм. Температура конца черновой прокатки составляла 970-990°C.Then, after turning over 90 ° in the plan, the workpiece was transversely rolled (width breakdown) to dimensions H ₂ × B ₂ × L ₂ = 108 × 2740 × 2200 mm in six consecutive reverse passes, with a single absolute compression in thickness for the main section blanks in each pass δ ₀ = 4-10 mm The compression value δ _{0 was} selected based on the effort on the mill rolls, which should not exceed the permissible (passport) value. The width of the workpiece increased to B ₂ = 2740 mm (corresponding to the width of the finished strip for manufacturing a pipe ⌀820 mm with a machining allowance) with a constant length L ₂ = L ₁ = 2200 mm. During the transverse rolling of the billet in the last four passes, lateral bevels were formed on its front surfaces along both side ribs. To do this, on the one edge of the workpiece, a uniform decrease in the absolute value of a single reduction in the rolls was made from δ ₁ = 6-12 mm on the side face to δ ₀ = 2-10 mm at a distance l = 300 mm from the side face. On the opposite edge of the workpiece, the compression values were uniformly increased in a similar manner. After the rough cross rolling was completed, the side faces of the workpiece received a trapezoidal shape. The value of the small base of the trapezoid (the surface of the side face of the workpiece) was AB = 97 mm, i.e. 0.9 of the thickness of the obtained intermediate preform. The height of the trapezoid corresponding to the width of the bevels on the front surfaces of the finished intermediate billet was AE = 300 mm, i.e. 15 thicknesses of the finished strip, and the size of the large base of the trapezoid corresponded to the thickness of the intermediate workpiece before underlining CD = H ₂ = 108 mm. The temperature of the end of the rough rolling was 970-990 ° C.

После завершения черновой прокатки промежуточную заготовку подстуживали до температуры 770-810°C. По достижении указанной температуры начинали чистовую продольную прокатку в обычном режиме на размер H_ш×B_ш×L_ш=20×2740×11890 мм. В результате был получен штрипс толщиной H_ш=20 мм под трубу ⌀820 мм, механические свойства которого соответствуют классу прочности X70. При этом на поверхности готовых изделий отсутствовали боковые закаты.After the rough rolling was completed, the intermediate billet was quenched to a temperature of 770-810 ° C. Upon reaching the indicated temperature, finishing longitudinal rolling was started in the usual mode by size H _W × B _W × L _W = 20 × 2740 × 11890 mm. The result was a strip with a thickness of H _W = 20 mm for a ⌀820 mm pipe, the mechanical properties of which correspond to strength class X70. Moreover, on the surface of the finished products there were no side sunsets.

В ходе эксперимента варьировали толщину заготовки после черновой продольной прокатки, толщину заготовки после черновой поперечной прокатки (после разбивки ширины), число проходов при черновой поперечной прокатке, параметры обжатия при формировании боковых скосов, толщину промежуточной заготовки по поверхности боковой грани после формирования скосов, размеры трапециевидных боковых граней промежуточной заготовки.During the experiment, the thickness of the workpiece after rough longitudinal rolling was varied, the thickness of the workpiece after rough cross rolling (after breaking the width), the number of passes during rough cross rolling, the compression parameters when forming side bevels, the thickness of the intermediate workpiece on the surface of the side face after forming bevels, the dimensions of trapezoid side faces of the intermediate workpiece.

Опытным путем установлено, что использование для подстуживания промежуточной заготовки с толщиной H₂=(3-7)H_ш связано с необходимостью получения требуемого уровня механических свойств данной продукции. При толщине H₂ менее толщин готового штрипса не удается обеспечить степень деформации в области низких температур при чистовой прокатке, достаточную для равномерной проработки структуры. В то же время, при использовании промежуточной заготовки с толщиной H₂, превышающей 7 толщин готового штрипса, механические свойства металла уже не улучшаются, однако существенно возрастает время подстуживания промежуточной заготовки, т.к. более толстый лист остывает медленнее. Это негативно сказывается на производительности стана.It has been experimentally established that the use of intermediate billet with thickness H ₂ = (3-7) H _w for reinforcing is associated with the need to obtain the required level of mechanical properties of this product. When the thickness of H _{2 is} less than the thickness of the finished strip, it is not possible to provide a degree of deformation at low temperatures during finishing rolling, sufficient for uniform study of the structure. At the same time, when using an intermediate billet with a thickness of H ₂ exceeding 7 thicknesses of the finished strip, the mechanical properties of the metal no longer improve, however, the time to cure the intermediate billet increases significantly, because a thicker sheet cools more slowly. This negatively affects the performance of the mill.

Установлено, что если черновую продольную прокатку заканчивают при толщине заготовки менее 8 толщин готового штрипса, в ходе черновой поперечной прокатки (разбивка ширины) получают толщину подстуживания ниже минимальных допустимых значений H₂=3H_ш. Соответственно, это может привести к снижению уровня механических свойств готового штрипса. Если толщина заготовки после черновой продольной прокатки превышает 16 толщин готового штрипса H_ш, то после ее черновой поперечной прокатки на заданную ширину получают толщину подстуживания H₂, превышающую максимальные допустимые значения H₂=7H_ш. Как уже отмечалось, это способно приводить к неоправданному снижению производительности стана.It was found that if rough longitudinal rolling is completed when the workpiece thickness is less than 8 thicknesses of the finished strip, during rough transverse rolling (breaking the width), the thickness of the undermining is obtained below the minimum permissible values of H ₂ = 3H _w . Accordingly, this can lead to a decrease in the level of mechanical properties of the finished strip. If the thickness of the workpiece after rough longitudinal rolling exceeds 16 thicknesses of the finished strip H _w , then after its rough transverse rolling to a predetermined width, a reinforcement thickness H ₂ exceeding the maximum allowable values H ₂ = 7H _{w is} obtained. As already noted, this can lead to an unjustified decrease in the productivity of the mill.

При проведении поперечной прокатки менее чем за 5 последовательных реверсивных проходов, величина единичного обжатия за проход на краях заготовок при формировании боковых скосов, т.е. одномоментного максимального обжатия, может превышать допустимую величину, определяемую паспортным усилием прокатки для данного стана. Это связано с тем, что фактическое усилие прокатки непосредственно зависит от величины обжатия и для штрипсовых сталей с большим сопротивлением деформации достигает значительных величин. Таким образом, уменьшение числа проходов, связанное с превышением допустимой величины единичного обжатия, может привести к возникновению аварийной ситуации в ходе прокатки.When conducting transverse rolling in less than 5 consecutive reversible passes, the unit compression per pass at the edges of the workpieces during the formation of side bevels, i.e. one-time maximum compression may exceed the permissible value determined by the passport rolling force for this mill. This is due to the fact that the actual rolling force directly depends on the amount of compression, and for strip steels with high deformation resistance it reaches significant values. Thus, the reduction in the number of passes associated with the excess of the permissible value of a single reduction can lead to an emergency during rolling.

Если на начальной стадии формирования боковых скосов на лицевых поверхностях с одного края фигурной заготовки используют абсолютное обжатие, превышающее δ₁=0,6H_ш, то для высокопрочных штрипсовых сталей возможно возникновение усилий прокатки, превышающих допустимые значения. В то же время, если величина обжатий при формировании боковых скосов не достигает δ₁=0,3H_ш, то для получения нужного конечного размера этих скосов необходимо использовать слишком много проходов, что приводит к снижению производительности стана. Поскольку на противоположном краю заготовки величину обжатий распределяют симметрично, равномерно увеличивая их от середины к этому краю, допустимые значения обжатий также соответствуют предложенным соотношениям.If in the initial stage of forming the bevel on the side faces of the one end shaped workpiece using the absolute compression in excess of δ ₁ = 0,6H _br, then high strength steels shtripsovyh may experience rolling force exceeding the allowable value. At the same time, if the amount of compression during the formation of the side bevels does not reach δ ₁ = 0.3H _W , then to get the desired final size of these bevels, it is necessary to use too many passes, which leads to a decrease in the mill productivity. Since the compressions are distributed symmetrically on the opposite edge of the workpiece, uniformly increasing them from the middle to this edge, the allowable compressions also correspond to the proposed ratios.

На остальной лицевой поверхности промежуточной заготовки величина единичного абсолютного обжатия по толщине при поперечной прокатке не должна превышать величину δ₀=0,5H_ш, т.к. в противном случае разница в обжатиях на краю и в середине заготовки δ_р будет слишком мала и для формирования скосов нужного размера на краях заготовки потребуется слишком много проходов при разбивке ширины. Иначе говоря, уже получив нужную ширину, придется делать лишние холостые проходы специально для формирования скосов. В то же время, если величина рассматриваемого обжатия меньше 0,1H_ш, то для получения требуемой ширины заготовки, соответствующей ширине готового штрипса, потребуется слишком много проходов. Это также приведет к снижению производительности стана.On the rest of the front surface of the intermediate billet, the unit absolute reduction in thickness during transverse rolling should not exceed the value δ ₀ = 0.5H _w , because otherwise, the difference in compression at the edge and in the middle of the workpiece δ _p will be too small and too many passes when breaking the width will be required to form the bevels of the desired size at the edges of the workpiece. In other words, having already obtained the required width, you will have to make extra idle passages specifically for the formation of bevels. At the same time, if the size of the compression under consideration is less than 0.1 _N , then too many passes will be required to obtain the required workpiece width corresponding to the width of the finished strip. This will also lead to lower mill productivity.

После завершения черновой поперечной прокатки боковые грани промежуточной заготовки получают трапециевидную форму. Если величина малого основания трапеции AB, соответствующего поверхности боковой грани указанной заготовки h, составляет менее 0,8 от толщины этой заготовки H₂, то это сужение краев может сохраниться на готовом штрипсе, что приводит к снижению качества готовой продукции. В то же время, если значения этого параметра превысят значение AB=h=0,95H₂, то при чистовой продольной прокатке успеет произойти двойное бочкообразование и на боковых гранях готового листа могут образовываться закаты. Иначе говоря, задача данного технического решения не будет выполнена.After the rough cross rolling is completed, the side faces of the intermediate workpiece are trapezoidal in shape. If the value of the small base of the trapezoid AB, corresponding to the surface of the side face of the specified workpiece h, is less than 0.8 of the thickness of this workpiece H ₂ , then this narrowing of the edges can remain on the finished strip, which leads to a decrease in the quality of the finished product. At the same time, if the values of this parameter exceed the value AB = h = 0.95H ₂ , then during final longitudinal rolling double barrel formation will occur and sunsets may form on the lateral faces of the finished sheet. In other words, the task of this technical solution will not be completed.

При высоте трапеции AE, соответствующей ширине скосов на лицевых поверхностях заготовки l и составляющей менее 10H_ш, в ходе последующей продольной чистовой прокатки металл, в зоне контакта с валками, смещается в направлении боковых граней и имеет место «двойное бочкообразование». Иначе говоря, скосы слишком малы и не оказывают влияния на характер течения металла в поперечном направлении. Соответственно, при этом возникают боковые закаты, т.е. задача данного технического решения не выполняется. Если значения данного параметра превышают значения AE=l=25H_ш, то деформация удлинения в первых продольных чистовых проходах оказывается сосредоточена в центральной зоне заготовки, поэтому торцы готового штрипса приобретают конфигурацию «языка», для которой характерна увеличенная торцевая обрезь и соответственно повышенный расходный коэффициент.When the trapezoid height AE, corresponding to the bevel width on the front surfaces of the workpiece l and is less than 10 _N , during the subsequent longitudinal finishing rolling, the metal in the contact zone with the rolls is displaced in the direction of the side faces and there is a “double barrel formation”. In other words, the bevels are too small and do not affect the nature of the metal flow in the transverse direction. Accordingly, lateral sunsets occur, i.e. the task of this technical solution is not performed. If the values of this parameter exceed the values AE = l = 25H _W , then the elongation strain in the first longitudinal finishing passes is concentrated in the central zone of the workpiece, so the ends of the finished strip acquire a “tongue” configuration, which is characterized by an increased end trim and a correspondingly increased expenditure coefficient.

Таким образом, полученные данные подтверждают правильность рекомендаций по выбору величины технологических параметров предложенного способа. Использование рассмотренного технического решения позволяет повысить качество штрипса для магистральных труб из низкоуглеродистой стали за счет устранения дефектов типа «боковые закаты».Thus, the data obtained confirm the correctness of the recommendations for choosing the value of the technological parameters of the proposed method. Using the considered technical solution allows to improve the quality of the strip for main pipes made of low carbon steel by eliminating defects such as "side sunsets".

Источники информацииInformation sources

1. А.И.Рудской, В.А.Лунев. Теория и технология прокатного производства: Учебное пособие. СПб.: Наука, 2008, с.236.1. A.I. Rudskoy, V.A. Lunev. Theory and technology of rolling production: Textbook. St. Petersburg: Nauka, 2008, p. 236.

2. А.А.Круглова, В.В.Орлов, Е.И.Хлусова, А.А.Немтинов. Влияние термомеханической обработки штрипсовой стали класса прочности K60 на ее характеристики. Металлург, 2007, №2, с.60-63.2. A.A. Kruglova, V.V. Orlov, E.I. Khlusova, A.A. Nemtinov. The influence of thermomechanical processing of strip steel of strength class K60 on its characteristics. Metallurg, 2007, No. 2, pp. 60-63.

Claims

Способ производства штрипса для труб большого диаметра из низколегированной стали на реверсивном толстолистовом стане, включающий нагрев непрерывнолитой заготовки, ее черновую продольную и поперечную прокатку до получения ширины, соответствующей ширине готового штрипса, подстуживание полученной промежуточной заготовки и ее последующую чистовую продольную прокатку до получения толщины готового штрипса, отличающийся тем, что черновую продольную прокатку непрерывнолитой заготовки осуществляют до достижения толщины, составляющей 8-16 толщин готового штрипса, после чего производят черновую поперечную прокатку полученной заготовки до толщины, составляющей 3-7 толщин готового штрипса, при этом черновую поперечную прокатку осуществляют не менее чем за 5 последовательных реверсивных проходов и не менее чем в двух из этих проходов наряду с равномерным обжатием всей заготовки по толщине на заданную величину производят формирование боковых скосов на ее лицевых поверхностях вдоль обеих боковых граней на ширине от каждой грани, составляющей 10-25 толщин готового штрипса, для чего на одном краю заготовки производят равномерное уменьшение единичного абсолютного обжатия по толщине от 0,3-0,6 до 0,1-0,5 толщин готового штрипса, а на противоположном краю заготовки производят аналогичное равномерное увеличение единичного абсолютного обжатия таким образом, что после завершения черновой поперечной прокатки боковым граням промежуточной заготовки придают трапециевидную форму с величиной малого основания трапеции, являющегося поверхностью боковой грани промежуточной заготовки перед подстуживанием, составляющей 0,80-0,95 от толщины этой заготовки, с высотой трапеции, соответствующей ширине скосов на лицевых поверхностях данной заготовки, и с величиной большого основания трапеции, соответствующей толщине данной заготовки. A method of manufacturing a strip for large diameter pipes of low alloy steel on a reversible plate mill, comprising heating a continuously cast billet, its rough longitudinal and transverse rolling to obtain a width corresponding to the width of the finished strip, stiffening the obtained intermediate billet and its subsequent final longitudinal rolling to obtain the thickness of the finished strip characterized in that the rough longitudinal rolling of the continuously cast billet is carried out until a thickness of 8-16 is reached thickness of the finished strip, after which a rough cross rolling of the obtained workpiece is carried out to a thickness of 3-7 thicknesss of the finished strip, while rough transverse rolling is performed in at least 5 consecutive reverse passes and in at least two of these passes along with uniform compression of the entire workpiece in thickness by a predetermined value, lateral bevels are formed on its front surfaces along both lateral faces at a width from each face of 10-25 thicknesses of the finished strip, for on one edge of the workpiece, a uniform decrease in absolute absolute reduction in thickness from 0.3-0.6 to 0.1-0.5 thicknesses of the finished strip is produced, and on the opposite edge of the workpiece, a uniform uniform increase in single absolute reduction is performed in such a way that after the completion of the rough cross rolling the lateral faces of the intermediate workpiece give a trapezoidal shape with the size of the small base of the trapezoid, which is the surface of the side face of the intermediate workpiece before podstyvanie, component 0.80-0.95 about the thickness of the blank, with the height of the trapezoid corresponding to the width of the bevel faces of the preform, and with the magnitude of the large base of the trapezium corresponding to the thickness of the workpiece.