RU2432221C1 - Method of straightening rolled thick-sheet - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to production of rolled sheet at reversing mill from low-alloy skelp steels. Straightening is carried out directly after accelerated cooling of rolled stock in mot over that three passes at appropriate metal temperature. Note here that at least five consecutive sign-variable bendings are performed in every pass. At sheet-stretching machine inlet first pair of bendings are set at maximum amplitude defined by relation specified in cited claim while amplitude for every other pair of bendings is defined by relation specified in invention claim. ^ EFFECT: higher mechanical properties at required flatness. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане, и может быть использовано для обеспечения плоскостности толстых листов из высокопрочных низколегированных штрипсовых сталей, полученных с применением контролируемой прокатки.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of sheet metal on a reversible plate mill, and can be used to ensure the flatness of thick sheets of high-strength low-alloy strip steels obtained using controlled rolling.

Известен способ правки стальных листов, в соответствии с которым лист подвергают знакопеременному упругопластическому изгибу между роликами с растяжением за счет разности окружных скоростей роликов входной и выходной секций, выбираемых по определенным соотношениям [1].A known method of editing steel sheets, in accordance with which the sheet is subjected to alternating elastoplastic bending between the rollers with tension due to the difference in peripheral speeds of the rollers of the input and output sections, selected according to certain ratios [1].

Однако, при правке толстолистового проката, усилия трения, создаваемого роликами при проскальзывании их поверхности относительно поверхности листа, недостаточно для получения пластических деформаций растяжения в металле этого листа. Поэтому данный способ не всегда может быть использован для производства толстолистового высокопрочного штрипса, потребность в котором в нефтегазовой отрасли постоянно возрастает.However, when editing rolled plates, the friction created by the rollers when their surface slides relative to the surface of the sheet is not enough to obtain plastic tensile deformations in the metal of this sheet. Therefore, this method can not always be used for the production of high-strength plate, the need for which in the oil and gas industry is constantly growing.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ правки толстолистового проката, включающий деформирование листов многократным знакопеременным изгибом между двумя рядами роликов при регламентированной температуре. Деформирование листов производят при температуре не выше 700°C, диаметре роликов не более 500 мм и числе изгибов не менее 3. В соответствии с данным способом листы из углеродистых марок стали правят за два этапа. Правку листов на первом этапе производят со степенью деформации 10…15% при температуре 600÷700°C и с диаметром роликов не более 300 мм, а правку на втором этапе ведут со степенью деформации 1,0÷3,0% при температуре 300÷600°C и с диаметром роликов не более 400 мм [2].The closest in technical essence to the present invention is a straightening method for rolled plate, including sheet deformation by multiple alternating bending between two rows of rollers at a regulated temperature. The sheets are deformed at a temperature not exceeding 700 ° C, a roller diameter of not more than 500 mm and a number of bends of at least 3. In accordance with this method, sheets of carbon steel grades are corrected in two stages. Editing of sheets at the first stage is carried out with a degree of deformation of 10 ... 15% at a temperature of 600 ÷ 700 ° C and with a diameter of rollers not more than 300 mm, and editing at the second stage is carried out with a degree of deformation of 1.0 ÷ 3.0% at a temperature of 300 ÷ 600 ° C and with a roller diameter of not more than 400 mm [2].

К недостаткам данного способа можно отнести то, что слишком большая степень деформации изгиба на первом этапе правки (при 600÷700°C) при производстве высокопрочного толстолистового проката из низкоуглеродистой стали негативно сказывается на механических характеристиках готовой продукции, особенно на величине предела текучести и относительного удлинения. Соответственно при использовании данного способа для правки листов категории прочности К70(Х90)-Х100 толщиной 12÷30 мм, не всегда удается обеспечить требуемый уровень механических свойств. Кроме того, в соответствии с данным способом второй этап правки реализуют при слишком высокой температуре (300÷600°C), поэтому возможно коробление готового листа при его последующем остывании до температуры окружающей среды. Это обуславливает необходимость оптимизации температурно-деформационного режима правки высокопрочного штрипса в указанном диапазоне толщин. Кроме того, на практике при использовании одной листоправильной машины в потоке прокатного стана невозможно менять диаметр роликов для разных этапов правки каждого листа, что существенно сужает возможности реализации способа.The disadvantages of this method include the fact that too much bending deformation at the first stage of straightening (at 600 ÷ 700 ° C) in the production of high-strength plate from low-carbon steel negatively affects the mechanical characteristics of the finished product, especially the yield strength and elongation . Accordingly, when using this method for editing sheets of strength category K70 (X90) -X100 with a thickness of 12 ÷ 30 mm, it is not always possible to provide the required level of mechanical properties. In addition, in accordance with this method, the second stage of dressing is carried out at too high a temperature (300 ÷ 600 ° C), therefore, warping of the finished sheet is possible when it is subsequently cooled to ambient temperature. This necessitates the optimization of the temperature-strain regime of dressing of high-strength strip in the specified range of thicknesses. In addition, in practice, when using one sheet straightening machine in the flow of the rolling mill, it is impossible to change the diameter of the rollers for different stages of dressing of each sheet, which significantly reduces the possibility of implementing the method.

Технический результат изобретения состоит в повышении механических свойств толстолистового проката из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали до стабильного уровня К70(Х90)-Х100 при обеспечении требований по плоскостности готовой продукции.The technical result of the invention is to increase the mechanical properties of plate from high-strength low-alloy strip steel to a stable level K70 (X90) -X100 while meeting the flatness requirements of the finished product.

Требуемый результат достигается тем, что в известном способе правки толстолистового проката из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали, включающем знакопеременный упругопластический изгиб проката в листоправильной машине между двумя рядами роликов при регламентированной температуре, согласно предложенному техническому решению правку производят непосредственно после ускоренного охлаждения не более чем за три рабочих прохода при температуре металла не менее 350°C и в каждом проходе осуществляют не менее пяти последовательных знакопеременных изгибов, при этом на входе в листоправильную машину первую пару изгибов задают с максимальной величиной амплитуды, которую определяют из соотношенияThe desired result is achieved by the fact that in the known method of straightening plate products from high-strength low-alloy strip steel, including alternating elastoplastic bending of sheets in a sheet straightening machine between two rows of rollers at a regulated temperature, according to the proposed technical solution, straightening is carried out immediately after accelerated cooling in no more than three working hours pass at a metal temperature of at least 350 ° C and at least five followers are carried out in each pass s bending cycles, while at the inlet to the leveler first pair of bends to define the maximum amplitude value, which is determined from the relation

Δ₁=K'·(B_P/h) мм,Δ ₁ = K '· (B _P / h) mm,

где B_P - расстояние между соседними нижним и верхним роликами, мм; h - толщина проката, мм; К₁ - эмпирический коэффициент, равный 0,35÷0,60 мм, а величину амплитуды для каждой из последующих пар изгибов уменьшают в соответствии с соотношением Δ_N=K''·Δ_N-1 мм, где K'' - эмпирический коэффициент, равный 0,3÷0,6.where B _P is the distance between adjacent lower and upper rollers, mm; h is the thickness of the rolled, mm; K ₁ is an empirical coefficient equal to 0.35 ÷ 0.60 mm, and the amplitude for each of the subsequent pairs of bends is reduced in accordance with the ratio Δ _N = K '' · Δ _N-1 mm, where K '' is an empirical coefficient equal to 0.3 ÷ 0.6.

Повышения эффективности рассмотренного способа достигают, за счет того, что после охлаждения проката до температуры не выше 150°C производят его дополнительную правку не более чем за два рабочих прохода, при этом величину амплитуды каждой пары изгибов устанавливают в зависимости от величины амплитуды соответствующей пары изгибов, имевшей место при правке после ускоренного охлаждения, из соотношенияImproving the efficiency of the considered method is achieved due to the fact that after cooling the rolled products to a temperature not higher than 150 ° C, they are additionally edited in no more than two working passes, while the amplitude value of each pair of bends is set depending on the amplitude value of the corresponding pair of bends, that occurred during editing after accelerated cooling, from the ratio

где K^дп - эмпирический коэффициент, равный 1,1÷1,7.where K ^dp is an empirical coefficient equal to 1.1 ÷ 1.7.

На фиг.1 представлена схема расположения роликов листоправильной машины перед их настройкой для правки проката, например, во время холостого хода. На фиг.2 представлен характер распределения амплитуды изгибов во время рабочего хода при правке толстолистового проката из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали согласно предложенному способу.Figure 1 presents the layout of the rollers of the sheet straightening machine before setting them up for straightening the rental, for example, during idling. Figure 2 shows the nature of the distribution of the amplitude of the bends during the working stroke when editing plate products from high-strength low-alloy strip steel according to the proposed method.

Для реализации способа используют листоправильную машину, содержащую два ряда роликов, входящих в верхнюю «А» и нижнюю «В» кассету. Ролики нижней кассеты «В» имеют четную нумерацию, а ролики верхней «А» - нечетную. При этом четные ролики, расположенные в нижней кассете «5», постоянно находятся на одном уровне, тогда как каждый нечетный ролик верхней кассеты «А» имеет индивидуальную настройку с возможностью смещения в вертикальном направлении в зависимости от геометрических размеров и прочностных свойств листа. В исходном состоянии холостого хода между роликами обоих кассет имеется зазор Hcasset. Степень деформации для каждого изгиба в процессе правки определяется амплитудой вертикального смещения соседних верхних и нижних роликов относительно друг друга Δ_N и расстоянием между соседними роликами B_P (шаг роликов).To implement the method, a sheet straightening machine is used, containing two rows of rollers included in the upper “A” and lower “B” cassette. The rollers of the lower cassette “B” are evenly numbered, and the rollers of the upper “A” are odd. In this case, the even rollers located in the lower cassette “5” are constantly at the same level, while each odd roller of the upper cassette “A” has individual settings with the possibility of displacement in the vertical direction depending on the geometric dimensions and strength properties of the sheet. In the initial idle state, there is an Hcasset gap between the rollers of both cassettes. The degree of deformation for each bend during the dressing process is determined by the amplitude of the vertical displacement of the adjacent upper and lower rollers relative to each other Δ _N and the distance between adjacent rollers B _P (roller pitch).

Сущность изобретения состоит в следующем. Прокатанный в линии толстолистового стана толстый лист из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали поступает на ускоренное охлаждение. После ускоренного охлаждения лист приобретает коробоватость, и его плоскостность нарушается ввиду неравномерного остывания металла по ширине и длине. Искажение формы листа тем больше, чем он тоньше и чем больше его габаритные размеры. Для выполнения поставленной задачи обеспечения плоскостности листа при одновременном повышении прочностных свойств проката до уровня К70(Х90)-Х100, непосредственно после ускоренного охлаждения производят правку этого листа. Она включает его деформирование между двумя рядами роликов (кассетами «А» и «B») многократным знакопеременным упругопластическим изгибом не более чем за три рабочих прохода в направлении V₁ (три пропуска листа через листоправильную машину, при которых производится его гибка с перегибами) (фиг.2). После каждого рабочего прохода лист возвращают в исходное положение холостым проходом в обратном направлении V₂, при разведенных кассетах (Hcasset > h) и без деформации (фиг.1). При этом температура листа составляет не менее 350°C. В ходе каждого рабочего прохода последовательно осуществляют не менее пяти знакопеременных изгибов листа. В процессе правки головную часть листа задают в зазор между верхним 1 и нижним 2 роликами правильной машины. Затем следующим верхним роликом 3 его отгибают вниз с величиной амплитуды в зонах II и III, равной Δ₁=K'·(B_P/h) мм, где B_P - расстояние между соседними нижним и верхним роликами, мм; h - толщина листа, мм; K'=0,35÷0,60 мм. При этом в зоне II возникают сжимающие напряжения в верхних поверхностных слоях листа и растягивающие - в нижних. Затем следующим нижним роликом 4 лист отгибают вверх. При огибании металлом нижнего ролика 4 (зона III) знак напряжения в поверхностных слоях листа меняется на противоположный. При этом растягивающие напряжения действуют по верхней поверхности листа, и сжимающие - по нижней. При прохождении листа через последующие ролики характер деформации листа чередуют аналогичным образом. Амплитуду каждой последующей пары изгибов уменьшают, определяя ее из приведенного ранее соотношения. Например, величина амплитуды изгиба в зонах IV и V составляетThe invention consists in the following. A thick sheet of high-strength low-alloy strip steel, rolled in the line of a plate mill, is supplied for accelerated cooling. After accelerated cooling, the sheet becomes boxy, and its flatness is violated due to uneven cooling of the metal in width and length. The distortion of the shape of the sheet is the greater, the thinner it is and the larger its overall dimensions. To accomplish the task of ensuring flatness of the sheet while increasing the strength properties of rolled products to the level of K70 (X90) -X100, immediately after accelerated cooling, the sheet is edited. It includes its deformation between two rows of rollers (cartridges "A" and "B") by multiple alternating alternating elastoplastic bending in no more than three working passes in the direction of V ₁ (three passes of the sheet through the sheet straightening machine, in which it is bent with bends) ( figure 2). After each working pass, the sheet is returned to its original position by a single pass in the opposite direction V ₂ , with the cassettes separated (Hcasset> h) and without deformation (Fig. 1). The temperature of the sheet is at least 350 ° C. During each working pass, at least five alternating bends of the sheet are successively carried out. In the process of editing, the head of the sheet is set into the gap between the upper 1 and lower 2 rollers of the leveling machine. Then, the next upper roller 3 bends it down with the amplitude in zones II and III equal to Δ ₁ = K '· (B _P / h) mm, where B _P is the distance between adjacent lower and upper rollers, mm; h is the thickness of the sheet, mm; K '= 0.35 ÷ 0.60 mm. At the same time, compressive stresses arise in zone II in the upper surface layers of the sheet and tensile stresses in the lower ones. Then the next lower roller 4 sheet is bent up. When the metal bends around the lower roller 4 (zone III), the stress sign in the surface layers of the sheet changes to the opposite. In this case, tensile stresses act on the upper surface of the sheet, and compressive - on the bottom. When the sheet passes through subsequent rollers, the deformation pattern of the sheet is alternated in a similar manner. The amplitude of each subsequent pair of bends is reduced, determining it from the above ratio. For example, the magnitude of the bending amplitude in zones IV and V is

Δ₂=K′′·Δl, где К′′=0,3÷0,6. Поскольку К′′<1, амплитуду каждой последующей пары изгибов устанавливают меньше, чем для предыдущей, и величина поверхностных напряжений снижается по мере перемещения подвергаемого правке участка листа к выходу из листоправильной машины. Таким образом, амплитуда Δ₁ на входе в листоправильную машину является максимальной для данного прохода. При указанном режиме распределения деформаций по ходу правки амплитуда последнего изгиба в каждом рабочем проходе имеет минимальную величину. Рассмотренная схема правки позволяет за счет накопленной пластической деформации в поверхностных слоях листа постепенно устранить внутренние напряжения, приводящие к его короблению. При относительно высокой температуре правки (выше 350°C) низколегированная сталь находится в достаточно пластичном состоянии, чтобы за 1-3 рабочих прохода через листоправильную машину получить толстолистовой прокат с минимальными отклонениями по плоскостности. При этом величина накопленной пластической деформации в материале листа обеспечивает получение значений предела текучести и относительного удлинения, соответствующих требованиям к высокопрочным штрипсовым сталям категории прочности К70(Х90)-Х100 для изготовления магистральных труб.Δ ₂ = K ′ ′ · Δl, where K ′ ′ = 0.3 ÷ 0.6. Since K ′ ′ <1, the amplitude of each subsequent pair of bends is set smaller than for the previous one, and the magnitude of surface stresses decreases as the straightened section of the sheet moves to the exit of the sheet straightening machine. Thus, the amplitude Δ ₁ at the entrance to the sheet straightening machine is the maximum for this passage. With the indicated mode of distribution of deformations along the course of dressing, the amplitude of the last bend in each working passage has a minimum value. The considered editing scheme allows due to the accumulated plastic deformation in the surface layers of the sheet to gradually eliminate the internal stresses leading to its warping. At a relatively high dressing temperature (above 350 ° C), low-alloy steel is in a sufficiently plastic state so that for 1-3 working passes through a plate straightening machine, plate steel with minimal deviations in flatness is obtained. At the same time, the value of the accumulated plastic deformation in the sheet material provides yield values and elongation corresponding to the requirements for high-strength strip steels of strength category K70 (X90) -X100 for the manufacture of main pipes.

После остывания прошедшего правку листа из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали до температуры, близкой к температуре окружающей среды, возможно его повторное коробление. Особенно это характерно для широкоформатных листов малой толщины. Это явление связано с возникновением внутренних напряжений в материале листа при его неравномерном охлаждении на краях и в центре. В ряде случаев для получения требуемой плоскостности проката и устранения возникших дефектов целесообразно проведение дополнительной холодной правки листа при температуре металла не выше 150°C. Для получения плоскостности при дополнительной правке листа также необходима определенная величина накопленной пластической деформации. Однако эту правку осуществляют в низкотемпературной области, для которой пластическая составляющая деформации меньше, чем упругая. Поэтому для получения достаточных значений накопленной пластической деформации здесь необходимо использовать более интенсивные изгибы, чем при предыдущей правке, проводившейся при более высокой температуре. Соответственно дополнительную правку листа производят с величиной амплитуды каждой пары изгибов, определяемой из соотношенияAfter cooling the straightened sheet of high-strength low-alloy strip steel to a temperature close to the ambient temperature, it may warp again. This is especially true for large-format sheets of small thickness. This phenomenon is associated with the occurrence of internal stresses in the sheet material during its uneven cooling at the edges and in the center. In some cases, to obtain the required flatness of the rolled products and eliminate the defects that have arisen, it is advisable to carry out additional cold dressing of the sheet at a metal temperature of no higher than 150 ° C. To obtain flatness with additional sheet straightening, a certain amount of accumulated plastic deformation is also necessary. However, this correction is carried out in the low-temperature region, for which the plastic component of the deformation is less than the elastic. Therefore, in order to obtain sufficient values of the accumulated plastic deformation, it is necessary to use more intense bends here than with the previous editing carried out at a higher temperature. Accordingly, additional editing of the sheet is performed with the magnitude of the amplitude of each pair of bends, determined from the relation

где K_дп=1,1÷1,7, a Δ_N - величина амплитуды соответствующей пары изгибов, имевшей место при предыдущей правке после ускоренного охлаждения. Использование при дополнительной правке одного-двух рабочих проходов позволяет получить требуемую плоскостность листа при регламентированном для данного сортамента уровне его механических свойств.where K _dn = 1.1 ÷ 1.7, and Δ _N is the magnitude of the amplitude of the corresponding pair of bends that occurred during the previous editing after accelerated cooling. The use of one or two working passages during additional editing makes it possible to obtain the required flatness of the sheet with the level of its mechanical properties regulated for the given assortment.

Таким образом, полное использование ресурса механических свойств, соответствующего низколегированной стали данной категории прочности, обеспечивается предлагаемым деформационно-термическим режимом правки проката в листоправильной машине. Технология правки направлена на получение требуемой плоскостности при сохранении заданного уровня механических свойств толстого листа из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали.Thus, the full use of the resource of mechanical properties corresponding to low-alloy steel of this strength category is ensured by the proposed deformation-thermal regime of dressing of rolled products in a sheet straightening machine. The dressing technology is aimed at obtaining the required flatness while maintaining a given level of mechanical properties of a thick sheet of high-strength low-alloy strip steel.

Применение способа поясняется примером его реализации при производстве листа толщиной h=23,2 мм, из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали категории прочности К70. Прокатку непрерывнолитых заготовок на стане 5000 осуществляют в два этапа (черновая и чистовая прокатка) с промежуточным подстуживанием. После чистовой прокатки на размер готового листа производят ускоренное водяное охлаждение полученного проката в специальной установке (УКО). Эта операция приводит к повышению дисперсности структурных составляющих стали. Непосредственно после выхода листа из УКО его подают в листоправильную машину с шагом роликов B_P=450 мм, где осуществляют его правку за 2 рабочих прохода. При этом в каждом проходе лист подвергают пяти изгибам со следующим распределением амплитуд по парам изгибов:The application of the method is illustrated by an example of its implementation in the manufacture of a sheet with a thickness of h = 23.2 mm from high-strength low-alloy strip steel of strength category K70. Rolling of continuously cast billets at mill 5000 is carried out in two stages (roughing and finishing rolling) with intermediate reinforcement. After finishing rolling to the size of the finished sheet, accelerated water cooling of the rolled products is carried out in a special installation (UCO). This operation leads to an increase in the dispersion of the structural components of steel. Immediately after the sheet leaves the UCO, it is fed to a sheet straightening machine with a roller pitch B _P = 450 mm, where it is straightened in 2 working passes. Moreover, in each pass the sheet is subjected to five bends with the following distribution of amplitudes over pairs of bends:

Δ₁=0,6·(450/23,2)=11,6 мм;Δ ₁ = 0.6 · (450 / 23.2) = 11.6 mm;

Δ₂=11,6·0,4 мм;Δ ₂ = 11.6 · 0.4 mm;

Δ₃=4,6·0,3=1,4 мм.Δ ₃ = 4.6 · 0.3 = 1.4 mm.

Последующее охлаждение металла осуществляют путем выдержки на воздухе штабелированной стопы горячекатаных штрипсов. После остывания проката до температуры окружающей среды на ряде листов опытной партии было отмечено коробление поверхности вследствие появления внутренних напряжений при неравномерном охлаждении различных поверхностных зон. С целью устранения этого дефекта провели дополнительную правку за один или два рабочих прохода при пяти последовательных изгибах с амплитудами

в каждом проходе. Полученные листы соответствуют предъявляемым требованиям по плоскостности, т.е. стрела прогиба поверхности листа не превышает 6 мм на базе 1 п.м. Отмечено незначительное снижение относительного удлинения и повышение предела текучести после дополнительной правки.Subsequent cooling of the metal is carried out by exposure to air of a stacked stack of hot rolled strips. After cooling the rolled products to ambient temperature, a warpage of the surface was noted on a number of sheets of the experimental batch due to the appearance of internal stresses during uneven cooling of various surface zones. In order to eliminate this defect, an additional correction was carried out in one or two working passes with five successive bends with amplitudes

in each passage. The resulting sheets correspond to the requirements for flatness, i.e. the arrow of deflection of the surface of the sheet does not exceed 6 mm at the base of 1 pm A slight decrease in elongation and increase in yield strength after additional editing were noted.

Механические свойства определяли на поперечных образцах. Температурно-деформационный режим прокатки и правки обеспечил получение мелкозернистой феррито-бейнитной структуры с заметной поперечной и продольной анизотропией зерен, характеризующейся высокой прочностью проката без снижения низкотемпературной вязкости. Испытания на статическое растяжение осуществляли на плоских пропорциональных полнотолщинных образцах по ГОСТ 1497, а на работу удара на образцах с V-образным надрезом по ГОСТ 9454 при температуре -40°C. Получены следующие механические свойства для поперечных образцов: временное сопротивление σ_в=750÷775 Н/мм²; предел текучести σ_т=620÷665 H/мм²; относительное удлинение δ₅=18÷20,5%; работа удара KV_-40=265÷295 Дж. Указанный уровень свойств полностью соответствует требованиям, предъявляемым к штрипсу категории прочности К70. Аналогичные данные получены и для штрипса Х90-Х100 рассматриваемого сортамента.Mechanical properties were determined on transverse samples. The temperature-strain mode of rolling and dressing provided a fine-grained ferrite-bainitic structure with a noticeable transverse and longitudinal grain anisotropy, characterized by high strength of the rolling without lowering the low-temperature viscosity. Static tensile tests were carried out on flat proportional full-thickness specimens in accordance with GOST 1497, and for impact work on specimens with a V-shaped notch in accordance with GOST 9454 at a temperature of -40 ° C. The following mechanical properties were obtained for transverse samples: temporary resistance σ _in = 750 ÷ 775 N / mm ² ; yield strength σ _t = 620 ÷ 665 N / mm ² ; elongation δ ₅ = 18 ÷ 20.5%; impact work KV _-40 = 265 ÷ 295 J. The specified level of properties fully complies with the requirements for a strip of strength category K70. Similar data were obtained for the strip X90-X100 of the assortment under consideration.

Таким образом, применение предложенного способа правки обеспечивает достижение требуемого результата - повышение механических свойств прокатанных листов из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали толщиной 12÷30 мм до стабильного уровня К70(Х90)-Х100 при обеспечении требований по плоскостности готовой продукции.Thus, the application of the proposed straightening method ensures the achievement of the desired result — an increase in the mechanical properties of rolled sheets of high-strength low-alloy strip steel with a thickness of 12–30 mm to a stable level of K70 (X90) -X100 while ensuring the flatness of the finished product.

Оптимальные параметры реализации способа были определены эмпирическим путем. Экспериментально установлено, что если при правке, производимой после ускоренного охлаждения, используют более трех рабочих проходов, то поверхностные слои листа успевают слишком сильно остыть за счет теплоотдачи в ролики листоправильной машины. Поэтому деформация этих слоев в ходе правки может сопровождаться наклепом, который негативно сказывается на механических свойствах готового листа.The optimal parameters for the implementation of the method were determined empirically. It was experimentally established that if more than three working passages are used for dressing after accelerated cooling, the surface layers of the sheet have too much time to cool due to heat transfer to the rollers of the sheet straightening machine. Therefore, the deformation of these layers during editing can be accompanied by riveting, which negatively affects the mechanical properties of the finished sheet.

Из опыта установлено, что при правке наиболее целесообразно осуществлять не менее пяти последовательных знакопеременных изгибов за каждый рабочий проход. Такого количества изгибов достаточно для получения требуемой плоскостности листа. В то же время при дальнейшем увеличении числа изгибов плоскостность листа повышается слишком незначительно, однако существенно повышаются затраты на производство и усложняется технологический процесс. Иначе говоря, имеет место неоправданное повышение производственных расходов.From experience it was found that when editing it is most advisable to carry out at least five consecutive alternating bends for each working pass. This number of bends is sufficient to obtain the required flatness of the sheet. At the same time, with a further increase in the number of bends, the flatness of the sheet increases too slightly, however, the cost of production increases significantly and the process becomes more complicated. In other words, there is an unjustified increase in production costs.

Эксперименты показывают, что температура листа из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали при правке после его выхода из УКО не должна быть ниже 350°C. В противном случае пластичность подвергаемого правке проката сильно снижается, что негативно сказывается на качестве продукции, т.к. приводит к необходимости увеличения числа рабочих проходов правки для обеспечения требуемой плоскостности, и соответственно к появлению наклепа в поверхностных слоях металла.Experiments show that the temperature of a sheet of high-strength low-alloy strip steel during dressing after it leaves the UCO should not be lower than 350 ° C. Otherwise, the ductility of the rolled products being straightened is greatly reduced, which negatively affects the quality of the products, because leads to the need to increase the number of working passages dressing to ensure the required flatness, and accordingly to the appearance of hardening in the surface layers of metal.

Опытным путем установлено, что если на начальной стадии деформации задают максимальный изгиб листа, амплитуда которого превышает допустимое значение Δ₁, определяемое из предложенного ранее соотношения при K′=0,60 мм, то это может привести к существенному повышению рабочей нагрузки на опорные ролики листоправильной машины. При этом возрастает опасность поломки оборудования и может возникнуть аварийная ситуация. В то же время, если амплитуда изгиба на начальной стадии деформации меньше допустимого значения Δ₁ при K′=0,35 мм, она может быть недостаточной для снятия внутренних напряжений в материале листа и требуемое качество правки не будет обеспечиваться.It was experimentally established that if at the initial stage of deformation the maximum bending of the sheet is set, the amplitude of which exceeds the permissible value Δ ₁ , determined from the previously proposed ratio at K ′ = 0.60 mm, this can lead to a significant increase in the working load on the support rollers of the sheet-correcting cars. At the same time, the risk of equipment breakdown increases and an emergency can occur. At the same time, if the bending amplitude at the initial stage of deformation is less than the permissible value Δ ₁ at K ′ = 0.35 mm, it may not be sufficient to relieve internal stresses in the sheet material and the required quality of dressing will not be provided.

Экспериментально определено, что если в одном из рабочих проходов величина амплитуды для каждой из последующих пар изгибов превышает допустимый диапазон Δ_N, определяемый из приведенного соотношения при К′′=0,6, то в последних изгибах на выходе из листоправильной машины амплитуда изгиба будет слишком большой. Это может привести к появлению продольной кривизны на листах из высокопрочного штрипса, т.е. к снижению качества готовой продукции. В то же время, если величина амплитуды для каждой из последующих пар изгибов выходит за нижние границы допустимого диапазона Δ_N при К′′=0,3, то в большинстве случаев деформация будет недостаточной для эффективной правки листа и получение требуемой плоскостности готовой продукции не будет обеспечиваться.It was experimentally determined that if in one of the working passes the magnitude of the amplitude for each of the following pairs of bends exceeds the permissible range Δ _N , determined from the above ratio at K ′ ′ = 0.6, then in the last bends at the exit from the sheet straightening machine the bending amplitude will be too big. This can lead to the appearance of longitudinal curvature on sheets of high strength strip, i.e. to reduce the quality of finished products. At the same time, if the magnitude of the amplitude for each of the subsequent pairs of bends falls outside the lower limits of the permissible range Δ _N at K ′ ′ = 0.3, then in most cases the deformation will be insufficient for effective sheet straightening and the required flatness of the finished product will not be obtained be provided.

Опыт показывает, что при температуре дополнительной правки выше 150°C достигается требуемая плоскостность листа. Однако при последующем остывании до температуры окружающей среды он может вновь получить коробление, которое приводит к снижению качества готовой продукции и увеличению отсортировки по плоскостности. Соответственно дополнительную правку следует проводить при температуре не выше 150°C.Experience shows that at an additional dressing temperature above 150 ° C, the required flatness of the sheet is achieved. However, with subsequent cooling to ambient temperature, it can again get warping, which leads to a decrease in the quality of the finished product and an increase in sorting by flatness. Accordingly, additional editing should be carried out at a temperature not exceeding 150 ° C.

Экспериментально определено, что если дополнительную правку листа рассматриваемого сортамента производят более чем за два рабочих прохода, возможно слишком большое снижение пластичности металла в результате наклепа при холодной деформации (повышение прочностных свойств металла при снижении пластических). При этом механические свойства продукции могут не соответствовать требованиям, предъявляемым к листовому прокату из высокопрочной штрипсовой стали. Ограничение числа проходов позволяет избежать негативного влияния дополнительной правки на механические свойства высокопрочного проката.It has been experimentally determined that if additional dressing of the sheet of the assortment under consideration is performed in more than two working passes, a decrease in the ductility of the metal as a result of cold work hardening is possible (an increase in the strength properties of the metal with a decrease in plastic). At the same time, the mechanical properties of the products may not meet the requirements for sheet steel made of high-strength strip steel. Limiting the number of passes allows you to avoid the negative impact of additional edits on the mechanical properties of high-strength steel.

Если величина каждой следующей пары изгибов при дополнительной правке, осуществляемой после охлаждения металла до температуры окружающей среды, составляет менее 1,1 от величины соответствующей пары изгибов при предыдущей правке, осуществляемой после выхода из УКО, то получаемая металлом деформация будет недостаточна для устранения неплоскостности листа и других дефектов его формы. Это связано с тем, что с понижением температуры для получения пластической деформации необходима большая величина изгиба. Иначе говоря, для одного и того же изгиба при высокой температуре может преобладать пластическая деформация (когда лист сохраняет полученную форму), а при низкой - упругая деформация (когда лист в результате пружинения возвращается к исходной форме и правки не происходит). В то же время, если величина амплитуды изгиба листа при дополнительной правке будет превышать 1,7 от величины амплитуды соответствующего изгиба при предыдущей высокотемпературной правке, то усилия деформации на роликах правильной машины могут превысить допустимый предел, т.е. возникнет предпосылка к аварийной ситуации (поломка или заклинивание роликов).If the value of each next pair of bends during additional dressing, performed after cooling the metal to ambient temperature, is less than 1.1 from the value of the corresponding pair of bends at the previous dressing, after leaving the UCO, then the deformation obtained by the metal will be insufficient to eliminate the non-flatness of the sheet and other defects in its shape. This is due to the fact that with decreasing temperature, a large amount of bending is required to obtain plastic deformation. In other words, for the same bend at high temperature, plastic deformation may prevail (when the sheet retains the obtained shape), and at low bending, elastic deformation may prevail (when the sheet returns to its original shape as a result of springing and straightening does not occur). At the same time, if the magnitude of the bending amplitude of the sheet with additional dressing exceeds 1.7 of the magnitude of the amplitude of the corresponding bending with the previous high-temperature dressing, then the deformation forces on the rollers of the straightening machine can exceed the allowable limit, i.e. there will be a prerequisite for an emergency (breakage or jamming of the rollers).

Как следует из вышеизложенного, при реализации предложенного технического решения требуемый уровень механических свойств штрипсового проката для труб большого диаметра достигается за счет выбора наиболее рациональных температурно-деформационных режимов правки, обеспечивающих одновременно необходимую плоскостность. Однако в случае выхода варьируемых технологических параметров за установленные границы не всегда удается обеспечить заданные показатели качества для полученных листов. Таким образом, приведенные данные подтверждают правильность рекомендаций по выбору допустимых значений технологических параметров предложенного способа правки толстого листа из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали.As follows from the foregoing, in the implementation of the proposed technical solution, the required level of mechanical properties of strip products for large diameter pipes is achieved by choosing the most rational temperature-deformation dressing regimes that simultaneously provide the necessary flatness. However, in the event that the variable technological parameters go beyond the established boundaries, it is not always possible to provide the specified quality indicators for the sheets obtained. Thus, the data presented confirm the correctness of the recommendations on the selection of admissible values of the technological parameters of the proposed method for straightening a thick sheet of high-strength low-alloy strip steel.

Технико-экономические преимущества рассматриваемого изобретения состоят в том, что предложенные температурно-деформационные режимы правки позволяют получать оптимальное сочетание прочностных и пластических свойств готовой продукции, обеспечивая одновременно высокое качество правки, т.е. достаточную плоскостность получаемого штрипса. Использование предложенного способа для производства толстолистового проката категории прочности К70(Х90)-Х100, толщиной 12÷30 мм из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали позволит повысить выход годного на данном сортаменте на 3÷5%.The technical and economic advantages of the considered invention consist in the fact that the proposed temperature-strain regimes of dressing make it possible to obtain the optimal combination of strength and plastic properties of the finished product, while ensuring high quality of dressing, i.e. sufficient flatness of the obtained strip. Using the proposed method for the production of plate products of strength category K70 (X90) -X100, 12–30 mm thick from high-strength low-alloy strip steel, will increase the yield on this range by 3–5%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретенияLiterature used in the preparation of the description of the invention

1. Авторское свидетельство СССР №1690887, МКИ B21D 1/02, 1991.1. USSR author's certificate No. 1690887, MKI B21D 1/02, 1991.

2. Патент РФ №2294806, МПК B21D 1/06, 2007.2. RF patent No. 2294806, IPC B21D 1/06, 2007.

Claims (2)

1. Способ правки толстолистового проката из высокопрочной низколегированной штрипсовой стали, включающий знакопеременный упругопластический изгиб проката в листоправильной машине между двумя рядами роликов при регламентированной температуре, отличающийся тем, что правку производят непосредственно после ускоренного охлаждения проката не более чем за три рабочих прохода при температуре металла не менее 350°С и в каждом проходе осуществляют не менее пяти последовательных знакопеременных изгибов, при этом на входе в листоправильную машину первую пару изгибов задают с максимальной величиной амплитуды Δ₁, которую определяют из соотношения
Δ₁=K′·(В_р/h), мм,
где B_p - расстояние между соседними нижним и верхним роликами, мм;
h - толщина проката, мм;
K′ - эмпирический коэффициент, равный 0,35-0,60, мм,
а величину амплитуды Δ_N для каждой из последующих пар изгибов уменьшают в соответствии с соотношением
Δ_N=K′′·Δ_N-1, мм,
где K′′ - эмпирический коэффициент, равный 0,3÷0,6.1. A method of straightening plate products from high-strength low-alloy strip steel, including alternating elastoplastic bending of sheets in a sheet straightening machine between two rows of rollers at a regulated temperature, characterized in that the straightening is performed immediately after accelerated cooling of the rolled products in no more than three working passes at a metal temperature not less than 350 ° C and in each pass at least five consecutive alternating bends are carried out, while at the entrance to the sheet straightening machine inu, the first pair of bends is set with a maximum amplitude Δ ₁ , which is determined from the relation
Δ ₁ = K ′ · (V _p / h), mm,
where B _p is the distance between adjacent lower and upper rollers, mm;
h is the thickness of the rolled, mm;
K ′ is an empirical coefficient equal to 0.35-0.60, mm,
and the amplitude Δ _N for each of the subsequent pairs of bends is reduced in accordance with the ratio
Δ _N = K ′ ′ · Δ _N-1 , mm,
where K ′ ′ is the empirical coefficient equal to 0.3 ÷ 0.6. 2. Способ правки толстолистового проката по п.1, отличающийся тем, что после охлаждения проката до температуры не выше 150°С производят его дополнительную правку не более чем за два рабочих прохода, при этом величину амплитуды каждой пары изгибов устанавливают в зависимости от величины амплитуды соответствующей пары изгибов, имевшей место при правке после ускоренного охлаждения, из соотношения

где K_дп - эмпирический коэффициент, равный 1,1÷1,7. 2. The straightening method of plate products according to claim 1, characterized in that after cooling the rolled products to a temperature of no higher than 150 ° C, they are additionally edited in no more than two working passes, while the amplitude value of each pair of bends is set depending on the magnitude of the amplitude the corresponding pair of bends that occurred during editing after accelerated cooling, from the relation

where K _dp is an empirical coefficient equal to 1.1 ÷ 1.7.

Images