RU2620212C1

RU2620212C1 - Method of manufacturing flange beam and casting and rolling complex for its implementation

Info

Publication number: RU2620212C1
Application number: RU2016108223A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Аркадьевич Злобин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные металлургические технологии" (ООО "ИНМЕТ")
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-05-23

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method includes manufacturing the workpiece, its rolling into the flange beam, cutting and cooling. The initial shaped workpiece is cast in a centrifugal injection moulding machine with the angular rotation speed of the cooled tubular mould ω=5-:-47 sec^-1, in the form of a two-ribbed strip profile with transverse convexity and regulated geometric parameters. The centrifugal casting machine has a cooled tubular mould with a horizontal axis of rotation, in the inner cylindrical cavity of which moulded forms are made in the form of longitudinal channels with variable transverse depth separated by longitudinal refractory inserts. The body of the tubular mould is made assembled with the possibility of changing the length of the workpiece, a tundish is placed in its internal cavity. Rolling is performed for 4-:-6 passes in the reverse roughing and finishing universal rolling mill of the rolling stand, with a total stretching of 1.7-:-3.5.

EFFECT: possibility of reducing the total hood for rolling and the production cost.

6 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства двутавровой балки, данный способ может быть применен и при производстве других крупносортных строительных и специальных профилей, например уголка, швеллера, шпунтового профиля, боковин рештаков шахтного конвейера, полособульбового профиля и т.д., в условиях жестких ограничений по производительности и объемам отгрузочных партий металлургических минизаводов.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods for the production of an I-beam, this method can also be used in the production of other large-section building and special profiles, for example, a corner, channel, tongue and groove profile, side walls of the pans of a mine conveyor, half-bulb profile, etc., under severe restrictions on the productivity and volume of shipping lots of metallurgical mini-plants.

Известен способ производства двутавровой балки (RU 2126302, опубл. 20.02.1999), в котором исходную фасонную заготовку получают на установке непрерывной разливки стали (УНРС), затем полученную фасонную непрерывно литую заготовку нагревают в проходной газовой печи и прокатывают на универсально-балочном стане (УБС). При этом общая масса технологического оборудования для непрерывной разливки и последующей прокатки на УБС превышает 1,5 тыс. тонн при оптимальной годовой производительности производственного комплекса 750-:-800 тыс. тонн. Недостатком известного способа являются избыточные размеры сечения исходной непрерывно литой фасонной заготовки в интервале толщин 100-:-350 мм, которые приводят к повышенной энергоемкости и материалоемкости технологического процесса, невозможности его применения при ограниченной производительности производства 50-:-100 тыс. тонн в год. Кроме того, двухстадийность кристаллизации сечения слитка при непрерывной разливке, когда сначала в кристаллизаторе формируется первичная корка твердой фазы слитка, а затем во вторичной зоне охлаждения УНРС происходит его послойное затвердевание, при этом фронт кристаллизации движется от поверхности слитка к его центральной осевой зоне и неизбежно вызывает наличие литейного дефекта - осевой усадочной пористости слитка. Разнотолщинность профиля фасонной непрерывно литой заготовки, затрудненность усадки по сечению слитка повышают уровень остаточных растягивающих напряжений в углах профиля, что приводит к образованию трещин на поверхности проката и снижению качества широкополочных балок. Необходимость подавления осевой пористости приводит к избыточному количеству прокатных проходов 11-:-12, что также повышает металлоемкость прокатного оборудования и увеличивает себестоимость металлопродукции.A known method for the production of an I-beam (RU 2126302, publ. 02.20.1999), in which the initial shaped billet is obtained in a continuous steel casting unit (UNRS), then the resulting shaped continuously cast billet is heated in a gas passage furnace and rolled on a universal beam mill ( UBS). At the same time, the total mass of technological equipment for continuous casting and subsequent rolling at UBS exceeds 1.5 thousand tons with an optimal annual production capacity of 750 -: - 800 thousand tons. The disadvantage of this method is the excess sectional size of the original continuously cast shaped billet in the thickness range 100 -: - 350 mm, which leads to increased energy and material consumption of the process, the impossibility of its use with limited production capacity of 50 -: - 100 thousand tons per year. In addition, the two-stage crystallization of the cross-section of the ingot during continuous casting, when the primary crust of the solid phase of the ingot is first formed in the mold, and then layer-by-layer solidification occurs in the secondary cooling zone of the UNRS, the crystallization front moves from the surface of the ingot to its central axial zone and inevitably causes the presence of a casting defect - axial shrinkage porosity of the ingot. The thickness difference of the profile of the continuously shaped cast billet, the difficulty of shrinkage over the cross-section of the ingot increase the level of residual tensile stresses in the corners of the profile, which leads to the formation of cracks on the surface of the rolled product and a decrease in the quality of wide-shelf beams. The need to suppress axial porosity leads to an excessive number of rolling passes 11 -: - 12, which also increases the metal consumption of the rolling equipment and increases the cost of metal products.

Изобретение устраняет указанные недостатки известного способа производства. Технический результат изобретения - повышение качества двутавровой балки при общем снижении суммарной прокатной вытяжки и затрат на производство при его ограниченных объемах.The invention eliminates these disadvantages of the known production method. The technical result of the invention is improving the quality of the I-beam with a general decrease in the total rolling hood and production costs with its limited volumes.

Для достижения технического результата изобретения в известном способе производства двутавровой балки, включающем изготовление исходной фасонной заготовки, нагрева исходной заготовки перед прокаткой, многопроходную прокатку нагретой исходной фасонной заготовки в двутавровую балку, ее ускоренное охлаждение, обрезку концов, правку и пакетирование, согласно изобретению сначала исходную фасонную заготовку предлагается отливать в центробежной литьевой машине с угловой скоростью вращения охлаждаемого трубчатого кристаллизатора ω=5-:-47 сек^-1, в виде двухгребневого полосового профиля с поперечной выпуклостью, гребни располагать параллельно и симметрично относительно продольной оси симметрии полосового профиля, расстояние b₁ между гребнями выдерживать равным (1,05-:-1,15) от размера вертикальной стойки двутавровой балки b_в.с., высоту гребней h_греб устанавливать (0,5-:-0,75) от размера горизонтальной полки двутавровой балки b_г.п., а ширину двухгребневого полосового профиля В_заг определять из выражения В_заг=(b_в.с.+b_г.п.)*К, где К-эмпирический коэффициент из интервала 1,05-:-1,25, затем в изобретении предлагается центробежно отлитые двухгребневые полосовые заготовки охлаждать до температуры 460-:-920°С, последовательно извлекать из центробежной литьевой машины, подогревать до температуры 960-:-1050°С в проходном нагревателе выпуклостью вверх, прокатывать в двутавровую балку за 4-:-6 прохода в реверсивной черновой и чистовой универсальных прокатных клетях прокатного стана, с суммарной вытяжкой 1,7-:-3,5, при этом в первом прокатном проходе обжимать участок между гребнями двухгребневой полосовой заготовки, формирующий вертикальную стойку двутавровой балки в горизонтальных прокатных валках с величиной вытяжки 1,15-:-1,25, кроме того, разворачивать на 15°-:-75° гребни и боковые ответвления полосового двухгребневого профиля, изгибать их вертикальными прокатными валками черновой универсальной прокатной клети с формированием симметрично вогнутых горизонтальных полок двутавровой балки с радиусом поперечной кривизны поверхности R_г.п.=(0,75-:-1,15)*b_г.п., далее, в 2-:-5 проходах равномерно обжимать вертикальную стойку и горизонтальные полки с величиной вытяжки 1,2-:-1,25, и перед чистовым прокатным проходом раскат охлаждать до температуры 860°С-:-920°С со скоростью 60-:-120°С/сек, разгибать горизонтальные полки двутавровой балки во входной роликовой проводке и в чистовом прокатном проходе калибровать профиль двутавровой балки в чистовой универсальной прокатной клети с величиной вытяжки 1,1-:-1,15, далее охлаждать прокатанную двутавровую балку до температуры 460-:-580°С со скоростью 40-:-120°С/сек на выходе из чистовой прокатной универсальной клети форсунками с соотношением подаваемой воды на вертикальную стойку и горизонтальные полки профиля двутавровой балки в пропорции (0,5-:-0,2), при этом фиксировать взаимное пространственное положение вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки вертикальными и горизонтальными роликами выходной роликовой проводки, затем двутавровую балку обрезать по концам на заданный размер и охлаждать на холодильнике на воздухе до температуры 150-120°С.In order to achieve the technical result of the invention, in the known method for manufacturing an I-beam, including manufacturing an initial shaped billet, heating the initial billet before rolling, multi-pass rolling the heated original shaped billet into an I-beam, its accelerated cooling, trimming, straightening and packaging, according to the invention, first the original shaped the workpiece is proposed to be cast in a centrifugal injection machine with an angular velocity of rotation of the cooled tubular mold ω = 5 -: - 47 sec ^-1 , in the form of a two-ridge strip profile with transverse convexity, position the ridges parallel and symmetrical with respect to the longitudinal axis of symmetry of the strip profile, keep the distance b ₁ between the ridges equal to (1.05 -: - 1.15) of the size of the vertical strut of the I-beam b _w.s. set the height of the ridges h _row (0.5 -: - 0.75) from the size of the horizontal shelf of the I-beam b _g , and the width of the double-ribbed strip profile B _zag is determined from the expression B _zag = (b _v.s. + b _gp ) * K, where the K-empirical coefficient from the interval 1.05 -: - 1.25, then in the invention It is proposed to centrifugally cast double-ribbed strip billets to cool to a temperature of 460 -: - 920 ° C, remove it from a centrifugal injection machine, heat it up to a temperature of 960 -: - 1050 ° C in a through heater with a bulge upward, roll it into an I-beam for 4 -: - 6 pass in the reversible roughing and finishing universal rolling stands of the rolling mill, with with an exhaust hood 1.7 -: - 3.5, in this case, in the first rolling passage, squeeze the section between the ridges of the two-rib strip billet, forming a vertical beam of the I-beam in horizontal rolling rolls with a drawing value of 1.15 -: - 1.25, in addition , turn by 15 ° -: - 75 ° ridges and side branches of a strip double-ribbed profile, bend them with vertical rolling rolls of a rough universal rolling stand with the formation of symmetrically concave horizontal shelves of an I-beam with a radius of transverse curvature Rhnosti r _. = (0.75 -: - 1.15) * b _g.p. , further, in 2 -: - 5 passes, evenly squeeze the vertical stand and horizontal shelves with an extraction value of 1.2 -: - 1.25, and cool the roll before the finishing rolling pass to a temperature of 860 ° C -: - 920 ° C at a speed 60 -: - 120 ° C / s, straighten the horizontal shelves of the I-beam in the input roller wiring and in the finishing rolling passage, calibrate the profile of the I-beam in the finishing universal rolling stand with a drawdown value of 1.1 -: - 1.15, then cool the rolled I-beam beam to a temperature of 460 -: - 580 ° C at a speed of 40 -: - 120 ° C / s at the exit of h the rolling mill stand with nozzles with the ratio of the water supplied to the vertical column and horizontal flanges of the I-beam profile in the proportion (0.5 -: - 0.2), while fixing the mutual spatial position of the vertical column and horizontal shelves of the I-beam with vertical and horizontal output rollers roller wiring, then cut the I-beam at the ends to a predetermined size and cool in the refrigerator in the air to a temperature of 150-120 ° C.

Кроме того, в изобретении предлагается, при величине поперечной выпуклости двухгребневой полосовой заготовки, превышающей 20-:-25 мм, перед первой задачей двухгребневой полосовой заготовки в черновую универсальную прокатную клеть прокатного стана, для облегчения захвата ее переднего конца прокатными валками, поперечную выпуклость, расположенную на расстоянии b₁ между гребнями полосовой заготовки, предварительно выпрямлять в горизонтальных задающих роликах входной роликовой проводки и разворачивать на 15°-:-75° гребни и боковые ответвления полосового двухгребневого профиля вертикальными роликами входной роликовой проводки, кроме того, предварительно, при центробежном литье, на переднем и заднем торцах двухгребневой полосовой заготовки на гребнях и боковых ответвлениях отливать заходные фаски.In addition, the invention proposes, with the value of the transverse convexity of a two-rib strip billet in excess of 20 -: - 25 mm, before the first task of a two-rib strip billet in a rough universal rolling stand of a rolling mill, to facilitate the capture of its front end by rolling rolls, a transverse convex located at a distance b ₁ between the ridges bandpass preform previously to straighten horizontal entrance rollers defining a strand guide and deploy at 15 ° -: - 75 ° crests and side branching I dvuhgrebnevogo bandpass vertical profile strand guide rollers input, in addition, previously, when the centrifugal molding, the front and rear ends of billet dvuhgrebnevoy strip on the crests and side branches cast lead-in chamfer.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в известном литейно-прокатном комплексе для осуществления способа производства двутавровой балки, содержащем литьевую машину для производства исходной фасонной заготовки, нагреватель исходной заготовки перед прокаткой, прокатный стан многопроходной прокатки, нагретой исходной фасонной заготовки, в двутавровую балку, линию ускоренного охлаждения двутавровой балки, роликовую правильную машину, устройства резки и пакетирования проката, согласно изобретению машина для литья исходной фасонной заготовки выполнена центробежно-литьевой, с горизонтальной осью вращения охлаждаемого трубчатого кристаллизатора, во внутренней цилиндрической полости кристаллизатора диаметром 0,75-:-2,1 метра и длиной 2,1-:-6,5 метра выполнены литьевые формы в виде продольных каналов с переменной поперечной глубиной, литьевые формы разделены между собой продольными огнеупорными вставками, максимальная глубина канала соответствует высоте гребней h_греб, ширина канала соответствует В_заг, по длине литьевой формы в корпусе трубчатого кристаллизатора с интервалом 0,5-:-1,5 метра в местах углублений под литье гребней установлены толкатели с возможностью удаления отлитой двухгребневой полосовой заготовки из литьевой формы, центробежно-литьевая машина также снабжена консольным двухвалковым извлекателем, смонтированным на подвижном рольганге с возможностью продольного перемещения и заведения во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора для последовательного извлечения отлитых двухгребневых полосовых заготовок при температуре 460-:-920°С, с их последующей передачей на приемный рольганг проходного нагревателя, прокатный стан состоит из двух четырехвалковых универсальных черновой и чистовой прокатных клетей, перед прокатными клетями установлены входные роликовые проводки, перед черновой прокатной клетью установлена роликовая проводка, содержащая два горизонтальных ролика для выпрямления междугребневой выпуклости полосовой заготовки и восемь вертикальных роликов для разворота на 15°-:-75° гребней и боковых ответвлений полосового двухгребневого профиля, перед чистовой прокатной клетью установлена роликовая проводка для разгиба горизонтальных полок двутавровой балки, состоящая из четырех вертикальных роликов на каждую горизонтальную полку и двух горизонтальных роликов на вертикальную стойку двутавровой балки, при этом два внешних ролика по отношению к горизонтальной полке двутавровой балки выполнены приводными, а четыре внутренних ролика выполнены консольными и не имеют привода, линия ускоренного охлаждения проката совмещена с роликовой правильной машиной и состоит из, по крайней мере, одной секции выходной роликовой проводки с возможностью фиксации взаимного пространственного положения вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки при их ускоренном охлаждении форсунками на выходе из чистовой прокатной клети, оснащена четырьмя вертикальными роликами на каждую горизонтальную полку и пятью горизонтальными роликами на вертикальную стойку двутавровой балки, вдоль секции выходной роликовой проводки проложены два независимых напорных коллектора для подачи воды и сжатого воздуха на форсунки, расположенные по контуру профиля двутавровой балки, с возможностью изменения соотношения подаваемой воды на ее вертикальную стойку и горизонтальные полки.The technical result in the invention is achieved by the fact that in a known casting and rolling complex for implementing a method for manufacturing an I-beam, comprising an injection machine for manufacturing an initial shaped billet, a heater of the initial billet before rolling, a multi-pass rolling mill, a heated initial shaped billet, into an I-beam line for accelerated cooling of an I-beam, roller straightening machine, cutting and packaging devices for rolling, according to the invention, the casting machine ref one shaped billet is made by centrifugal casting, with a horizontal axis of rotation of the cooled tubular mold, in the inner cylindrical cavity of the mold with a diameter of 0.75 -: - 2.1 meters and a length of 2.1 -: - 6.5 meters, injection molds are made in the form of longitudinal channels with a variable transverse depth, the injection molds are separated by longitudinal refractory inserts, the maximum channel depth corresponds to the height of the ridges h _row , the channel width corresponds to B _zag , along the length of the injection mold in the tubular casing pusher with an interval of 0.5 -: - 1.5 meters in the places of the recesses under the casting of the ridges, pushers are installed with the possibility of removing the cast two-ridge strip blank from the injection mold, the centrifugal injection machine is also equipped with a cantilever two-roll extractor mounted on a movable roller table with the possibility of longitudinal movement and institutions into the inner cavity of the tubular crystallizer for sequential extraction of the cast double-ribbed billets at a temperature of 460 -: - 920 ° C, with their subsequent transfer to reception the rolling roller of the feedthrough heater, the rolling mill consists of two four-roll universal roughing and finishing rolling stands, input roller wiring is installed in front of the rolling stands, roller wiring is installed in front of the roughing rolling stand, containing two horizontal rollers for straightening the inter-ridge convexity of the strip billet and eight vertical rollers for turning 15 ° -: - 75 ° of the ridges and side branches of the strip double-ribbed profile, a roller is installed in front of the finishing rolling stand the wiring for the extension of the horizontal shelves of the I-beam, consisting of four vertical rollers for each horizontal shelf and two horizontal rollers on the vertical rack of the I-beam, with two outer rollers with respect to the horizontal shelf of the I-beam, and four inner rollers are made console and do not have a drive, the line for accelerated cooling of rolled products is combined with a roller straightening machine and consists of at least one section of the output roller wiring with It is equipped with four vertical rollers for each horizontal shelf and five horizontal rollers on the vertical rack of the I-beam, along which two independent wiring sections are laid pressure manifolds for supplying water and compressed air to nozzles located along the contour of the I-beam profile, with air the ability to change the ratio of the supplied water to its vertical rack and horizontal shelves.

Кроме того, в изобретении корпус трубчатого кристаллизатора выполнен сборным из центральной и концевых частей, с возможностью изменения заданной длины, отливаемой двухгребневой полосовой заготовки подбором соответствующей суммарной длины составных частей трубчатого кристаллизатора, при этом расчетную длину двухгребневой полосовой заготовки предлагается определять из выраженияIn addition, in the invention, the housing of the tubular crystallizer is made of prefabricated central and end parts, with the possibility of changing the specified length cast of a two-ribbed billet by selecting the corresponding total length of the components of the tubular mold, while the estimated length of the two-ribbed billet is proposed to be determined from the expression

L_заг=L_прок*К_конц/λ_∑, гдеL _zag = L _prok * K _conc / λ _∑ , where

L_прок - заданная дина двутавровой балки, 6-:-12 м;L _proc - the given length of the I-beam, 6 -: - 12 m;

λ_∑ - суммарная вытяжка при прокатке двухгребневой полосовой заготовки в двутавровую балку, из интервала 1,7-:-3,5;λ _∑ - total hood when rolling a two-rib strip billet into an I-beam, from the interval 1.7 -: - 3.5;

К_конц– коэффициент, учитывающий концевую обрезь, из интервала 1,05-:-1,08;To the _end - coefficient taking into account the end trim, from the interval 1.05 -: - 1.08;

кроме того, в изобретении центральная часть корпуса трубчатого кристаллизатора оснащена двумя опорными кольцами, смонтированными с возможностью вращения трубчатого кристаллизатора с частотой 60-:-450 об/мин в приводных роликовых опорах, установленных на раме центробежно-литьевой машины.in addition, in the invention, the central part of the tubular mold body is equipped with two support rings mounted to rotate the tubular mold with a frequency of 60 -: - 450 rpm in the drive roller bearings mounted on the frame of a centrifugal injection machine.

Кроме того, в изобретении для одновременного равномерного заполнения жидкой сталью по всей длине литьевых форм во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора помещен промковш, выступающие из кристаллизатора передняя и задняя части промковша оснащены цапфами, которые установлены в поворотные опоры, смонтированные на раме центробежно-литьевой машины с возможностью наклона промковша на 90° при центробежной разливке относительно его продольной оси, причем ось поворота промковша при наклоне и ось вращения трубчатого кристаллизатора совпадают, в крышке промковша смонтированы по всей его длине нагревательные газовые горелки, с возможностью предварительного подогрева огнеупорной футеровки промковша до температуры 950-:-1100°С, на выступающей из трубчатого кристаллизатора передней части промковша установлена воронка под заливку в промковш жидкой стали, на внешних стенках промковша смонтированы теплозащитные водоохлаждаемые экраны.In addition, in the invention for simultaneous uniform filling with liquid steel along the entire length of the injection molds, a bucket is placed in the inner cavity of the tubular mold, the front and back parts of the mold protruding from the mold are equipped with pins that are mounted in rotary supports mounted on the frame of a centrifugal injection machine tilting of the bucket by 90 ° during centrifugal casting relative to its longitudinal axis, the axis of rotation of the bucket when tilted and the axis of rotation of the tubular crystallizer with run into the lid of the bucket mounted on its entire length heating gas burners, with the possibility of preheating the refractory lining of the bucket to a temperature of 950 -: - 1100 ° C, a funnel is installed on the front part of the bucket that protrudes from the tubular crystallizer, on external the walls of the ladle mounted heat-shielding water-cooled screens.

Кроме того, в изобретении, для предотвращения образования при центробежной разливке между отлитыми двухгребневыми полосовыми заготовками на огнеупорных разделительных вставках перемычек и настылей, внутри разделительных огнеупорных вставок проложены трубчатые электронагреватели, с возможностью предварительного нагрева рабочей поверхности огнеупорных вставок до температуры 760-:-850°С.In addition, in the invention, in order to prevent the formation of centrifugal castings between cast two-ridge strip blanks on the refractory spacer inserts of jumpers and strips, tubular electric heaters are laid inside the spacer refractory inserts, with the possibility of preheating the working surface of the refractory inserts to a temperature of 760 -: - 850 ° C .

На Фиг. 1 показан общий вид литейно-прокатного комплекса для осуществления способа производства двутавровой балки; на Фиг. 2 - сечение А-А центробежно-литьевой машины; на Фиг. 3 - сечение Б-Б центробежно-литьевой машины; На Фиг. 4 показана технологическая схема изменения поперечного сечения раската при производстве двутавровой балки по прокатным проходам; на Фиг. 5 - поперечный разрез входной роликовой проводки черновой прокатной клети; на Фиг. 6 - поперечный разрез входной роликовой проводки чистовой прокатной клети; на Фиг. 7 - Вид Г; на Фиг. 8 - место В; на Фиг. 9 - Вид Е; на Фиг. 10 - сечение К-К; на Фиг. 11 - вид сверху на выходную роликовую проводку.In FIG. 1 shows a general view of a casting and rolling complex for implementing a method for manufacturing an I-beam; in FIG. 2 - section AA of a centrifugal injection machine; in FIG. 3 - section BB of a centrifugal injection machine; In FIG. 4 shows a flow chart of changing the cross section of a roll in the production of an I-beam for rolling passes; in FIG. 5 is a cross-sectional view of the input roll wiring of the rough rolling mill; in FIG. 6 is a cross section of the input roller wiring of the finishing rolling stand; in FIG. 7 - View G; in FIG. 8 - place B; in FIG. 9 - View E; in FIG. 10 - section KK; in FIG. 11 is a top view of the output roller wiring.

Литейно-прокатный комплекс для осуществления способа производства двутавровой балки содержит центробежно-литьевые машины 1, установленные вдоль технологической линии литейно-прокатного комплекса (Фиг. 1), подвижный рольганг 2 с гидроцилиндром перемещения 50 и консольным двухвалковым извлекателем 16 (Фиг. 2) для извлечения двухгребневой полосой заготовки 12, проходной нагреватель 3 для нагрева двухгребневой полосовой заготовки 12 перед прокаткой, входную роликовую проводку 4, черновую реверсивную универсальную прокатную клеть 5 с приводом, входную роликовую проводку 6, чистовую универсальную прокатную клеть 7 с приводом, секции 8 линии ускоренного охлаждения проката, совмещенной с выходной роликовой проводкой, пилы горячей резки проката 9, холодильник прокатного стана 10. Центробежно-литьевая машина 1 выполнена с горизонтальной осью вращения трубчатого кристаллизатора 13, во внутренней цилиндрической полости кристаллизатора 13 диаметром 0,75-:-2,1 метра и длиной 2,1-:-6,5 метра выполнены литьевые формы 14 в виде продольных каналов с переменной поперечной глубиной, литьевые формы 14 разделены между собой продольными огнеупорными вставками 15 (Фиг. 2), максимальная глубина канала соответствует высоте гребней h_греб, ширина канала соответствует В_заг (Фиг. 4), по длине литьевой формы 14 в корпусе трубчатого кристаллизатора 13 с интервалом 0,5-:-1,5 метра в местах углублений под литье гребней установлены толкатели 17 с возможностью удаления отлитой двухгребневой полосовой заготовки 12 из литьевой формы 14. Центробежно-литьевая машина1 так же снабжена консольным двухвалковым извлекателем 16, смонтированным на подвижном рольганге 2 с возможностью продольного перемещения и заведения во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора 13 для последовательного извлечения отлитых двухгребневых полосовых заготовок 12 при температуре 460-:-920°С, с их последующей передачей на приемный рольганг проходного нагревателя 3. Корпус трубчатого кристаллизатора 13 выполнен сборным из центральной 29 и концевых частей 30, 31 (Фиг. 3), с возможностью изменения заданной длины, отливаемой двухгребневой полосовой заготовки 12, подбором соответствующей суммарной длины составных частей 29, 30, 31 трубчатого кристаллизатора 13, при этом расчетная длина двухгребневой полосовой заготовки 12 определена из выраженияThe casting and rolling complex for implementing the I-beam manufacturing method comprises centrifugal injection machines 1 installed along the production line of the casting and rolling complex (Fig. 1), a movable rolling table 2 with a displacement hydraulic cylinder 50 and a cantilever twin-roll extractor 16 (Fig. 2) for extraction a double-ribbed strip of a workpiece 12, an in-line heater 3 for heating a double-ribbed strip of a workpiece 12 before rolling, input roller wiring 4, a rough reversible universal rolling stand 5 with a drive, one roller wiring 6, a finishing universal rolling stand 7 with a drive, sections 8 of an accelerated cooling line for rolled products combined with output roller wiring, hot cutting saws 9, a refrigerator for a rolling mill 10. A centrifugal injection machine 1 is made with a horizontal axis of rotation of the tubular mold 13 , in the inner cylindrical cavity of the mold 13 with a diameter of 0.75 -: - 2.1 meters and a length of 2.1 -: - 6.5 meters, injection molds 14 are made in the form of longitudinal channels with a variable transverse depth, injection molds are 14 sections flax with each other longitudinal refractory inserts 15 (Fig. 2), the maximum depth of the channel corresponds to the height h of ridges _comb, in the channel width corresponds _zag (Figure 4) along the length of the mold 14 to mold the tubular body 13 with an interval of 0.5 -.: - 1.5 meters in places under the molding grooves pushers 17 are installed with ridges with the possibility of removing the cast double-ribbed strip billet 12 from the injection mold 14. The centrifugal injection machine 1 is also equipped with a cantilever twin-roll extractor 16 mounted on a movable roller table 2 with the possibility of longitudinal movement and institution into the inner the cavity of the tubular crystallizer 13 for sequentially removing the cast double-ribbed strip billets 12 at a temperature of 460 -: - 920 ° C, with their subsequent transfer to the receiving roller table of the in-pass heater 3. The housing of the tubular crystallizer 13 is made of prefabricated central 29 and end parts 30, 31 (Fig. . 3), with the possibility of changing the specified length cast of the double-ribbed strip 12, by selecting the corresponding total length of the components 29, 30, 31 of the tubular mold 13, while the estimated length of the double-ribbed losovoy preform 12 is defined by the expression

L_прок - заданная длина двутавровой балки 23, 6-:-12 м;L _proc - the specified length of the I-beam 23, 6 -: - 12 m;

λ_∑ - суммарная вытяжка при прокатке двухгребневой полосовой заготовки 12 в двутавровую балку 23, из интервала 1,7-:-3,5;λ _∑ - total hood during rolling of a two-rib strip billet 12 into an I-beam 23, from the interval 1.7 -: - 3.5;

К_конц – коэффициент, учитывающий концевую обрезь, из интервала 1,05-:-1,08.To _conc - coefficient taking into account the end trim, from the interval 1.05 -: - 1.08.

Центральная часть 29 корпуса трубчатого кристаллизатора 13 оснащена двумя опорными кольцами 32, смонтированными с возможностью вращения трубчатого кристаллизатора 13 с частотой 60-:-450 об/мин в приводных роликовых опорах 33, установленных на раме 11 центробежно-литьевой машины 1. В местах установки разделительных огнеупорных вставок 15 литьевые формы 14 продольно соединены между собой болтовыми соединениями 34. Для одновременного равномерного заполнения жидкой сталью по всей длине литьевых форм 14 во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора 13 помещен промковш 35, выступающие из кристаллизатора передняя и задняя части промковша 35 оснащены цапфами 36, 37, которые установлены в поворотные опоры 38, 39, смонтированные на раме 11 центробежно-литьевой машины 1 с возможностью наклона промковша 35 на 90° при центробежной разливке относительно его продольной оси, причем ось поворота промковша 35 при наклоне и ось вращения трубчатого кристаллизатора 13 совпадают. На крышке 49 промковша 35 смонтированы по всей его длине нагревательные газовые горелки 40, с возможностью предварительного подогрева огнеупорной футеровки промковша 35 до температуры 950-:-1100°С, на выступающей из трубчатого кристаллизатора передней части промковша 35 установлена воронка 41 под заливку в промковш 35 жидкой стали, на внешних стенках промковша 35 смонтированы теплозащитные водоохлаждаемые экраны 42. Для предотвращения образования при центробежной разливке между отлитыми двухгребневыми полосовыми заготовками 12 на огнеупорных разделительных вставках 15 перемычек и настылей внутри разделительных огнеупорных вставок 15 проложены трубчатые электронагреватели 43, с возможностью предварительного нагрева рабочей поверхности огнеупорных вставок 15 до температуры 760-:-850°С. Прокатный стан состоит только из двух четырехвалковых универсальных черновой 5 и чистовой 7 прокатных клетей, перед прокатными клетями установлены входные роликовые проводки 4,6, перед черновой прокатной клетью 5 установлена роликовая проводка 4 (Фиг. 5), содержащая два горизонтальных ролика 18 для выпрямления междугребневой выпуклости полосовой заготовки 12 и восьми вертикальных роликов 19,20 для разворота на 15°-:-75° гребней и боковых ответвлений полосового двухгребневого профиля, перед чистовой прокатной клетью 7 установлена входная роликовая проводка 6 (Фиг. 6) для разгиба горизонтальных полок двутавровой балки 23, состоящая из четырех вертикальных роликов 21, 22 на каждую горизонтальную полку и двух горизонтальных роликов 23 на вертикальную стойку двутавровой балки 23, при этом два внешних ролика 22 по отношению к горизонтальной полке двутавровой балки 23 выполнены приводными, а четыре внутренних ролика 21 выполнены консольными и не имеют привода. Линия ускоренного охлаждения проката совмещена с роликовой правильной машиной и состоит из, по крайней мере, одной секции выходной роликовой проводки 8 с возможностью фиксации взаимного пространственного положения вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки 23 при их ускоренном охлаждении форсунками 51 на выходе из чистовой прокатной клети 7, оснащена десятью вертикальными роликами 25 на каждую горизонтальную полку и пятью горизонтальными роликами 26 (Фиг. 11) на вертикальную стойку двутавровой балки 23, вдоль секции выходной роликовой проводки проложены два независимых напорных коллектора 27, 28 для подачи воды и сжатого воздуха на форсунки 51, расположенные по контуру профиля двутавровой балки 23, с возможностью изменения соотношения подаваемой воды на ее вертикальную стойку и горизонтальные полки.The central part 29 of the housing of the tubular mold 13 is equipped with two support rings 32 mounted for rotation of the tubular mold 13 with a frequency of 60 -: - 450 rpm in the drive roller bearings 33 mounted on the frame 11 of the centrifugal injection machine 1. In the installation of separation refractory inserts 15 injection molds 14 are longitudinally interconnected by bolted joints 34. For simultaneous uniform filling with liquid steel along the entire length of the injection molds 14 into the inner cavity of the tubular mold 13, a mold bucket 35 is placed, the front and rear parts of the mold bucket 35 protruding from the mold are equipped with trunnions 36, 37, which are mounted in swivel bearings 38, 39 mounted on the frame 11 of a centrifugal injection machine 1 with the possibility of inclining the mold bucket 35 by 90 ° during centrifugal casting relative to its longitudinal axis, and the axis of rotation of the bucket 35 when tilted and the axis of rotation of the tubular mold 13 are the same. On the lid 49 of the tundish 35, heating gas burners 40 are mounted along its entire length, with the possibility of preheating the refractory lining of the tundish 35 to a temperature of 950 -: - 1100 ° C, a funnel 41 is installed on the front part of the tundish 35 protruding from the mold, for filling into the tundish 35 mild steel, heat-insulated water-cooled screens 42 are mounted on the outer walls of the pitcher 35. To prevent the formation of centrifugal castings between cast two-ridge strip blanks 12 at refractory times dividing inserts 15 jumpers and overlays inside the separating refractory inserts 15 laid tubular electric heaters 43, with the possibility of pre-heating the working surface of the refractory inserts 15 to a temperature of 760 -: - 850 ° C. The rolling mill consists of only two four-roll universal roughing 5 and finishing 7 rolling stands, input roller wiring 4,6 is installed in front of the rolling stands, roller wiring 4 is installed in front of the roughing rolling stand 5 (Fig. 5), containing two horizontal rollers 18 for straightening the inter-crest convexity of the strip billet 12 and eight vertical rollers 19.20 for a 15 ° turn -: - 75 ° ridges and side branches of a strip double-ribbed profile, an input roller is installed in front of the finishing rolling stand 7 I wiring 6 (Fig. 6) for the extension of the horizontal shelves of the I-beam 23, consisting of four vertical rollers 21, 22 for each horizontal shelf and two horizontal rollers 23 on the vertical rack of the I-beam 23, with two outer rollers 22 relative to the horizontal the shelf of the I-beam 23 is made drive, and the four inner rollers 21 are made cantilever and do not have a drive. The line for accelerated cooling of rolled products is combined with a straightening machine and consists of at least one section of the output roller wiring 8 with the possibility of fixing the mutual spatial position of the vertical rack and horizontal shelves of the I-beam 23 when they are accelerated cooling by nozzles 51 at the exit from the finishing rolling stand 7 , equipped with ten vertical rollers 25 for each horizontal shelf and five horizontal rollers 26 (Fig. 11) on the vertical rack of the I-beam 23, along the exit section nd strand guide are laid two independent pressure reservoir 27, 28 for supplying water and compressed air nozzles 51 disposed along the contour of the profile of the I-beam 23, with the possibility of changing the ratio of water supplied at its vertical post and horizontal shelves.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Исходную фасонную заготовку отливают в центробежной литьевой машине 1 с угловой скоростью вращения охлаждаемого трубчатого кристаллизатора 13 ω=5-:-47 сек^-1, в виде двухгребневого полосового профиля 12 с поперечной выпуклостью, гребни располагают параллельно и симметрично относительно продольной оси симметрии полосового профиля 12, расстояние b₁ между гребнями выдерживают равным (1,05-:-1,15) от размера вертикальной стойки двутавровой балки 23 b_в.с., высоту гребней h_греб устанавливают (0,5-:-0,75) от размера горизонтальной полки двутавровой балки 23 b_г.п.(Фиг. 4), а ширину двухгребневого полосового профиля В_заг определяют из выражения В_заг=(b_в.с+b_г.п.)*К, где К - эмпирический коэффициент из интервала 1,05-:-1,25. При этом готовую к разливке сталь подают через воронку 41 в предварительно разогретый горелками 40 промковш 35. Одновременно производится отключение трубчатых нагревателей 43 в разогретых до расчетной температуры разделительных огнеупорных вставок 15. По мере заполнения сталью промковша 35 включается привод роликовых опор 33 и трубчатый кристаллизатор 13 начинает вращаться с угловой скоростью ω=5-:-47 сек^-1. При поступлении команды оператора на начало разливки, после того как замер температуры жидкой стали в промковше 35 подтвердил требуемую расчетную температуру 1540-:-1620°С, промковш 35 приводом вращения в опоре 39 наклоняется, и жидкая сталь начинает заполнять одновременно по всей длине литьевые формы 14 вращающегося трубчатого кристаллизатора 13. При этом соблюдается следующее соотношение - количество подаваемого объема жидкой стали из промковша 35 в единицу времени на 10-:-15% больше кристаллизующейся в этот промежуток времени на рабочих поверхностях литьевых форм 14 твердой фазы слитка. Это условие обеспечивает благоприятные условия центробежной разливки, при которых кристаллизация слитка протекает под действием центробежных сил с преобладанием напряжений сжатия, способствует формированию в двухгребневой полосовой заготовке 12 плотной, мелкокристаллической структуры. При этом полностью отсутствует осевая пористость слитка, неметаллические включения и металлургические газы, которые растворены в жидкой стали, выдавливаются на поверхность слитка. Высокий уровень качества центробежно-литой двухгребневой полосовой заготовки 12 обеспечивает формирование высоких механических характеристик проката двутавровой балки 23 уже при суммарной прокатной деформации, не превышающей 1,7-:-3,5, при этом исходная толщина двухгребневой полосовой заготовки 12 не превышает 60 мм. Центробежно отлитые двухгребневые полосовые заготовки 12 охлаждают до температуры 460-:-920°С, продолжая вращение трубчатого кристаллизатора 13 с частотой 60-:-100 об/мин, и охлаждают поверхность его корпуса форсунками 45, смонтированными в корпусе центробежно-литьевой машины 1. Останавливают вращение трубчатого кристаллизатора 13, охлажденные двухгребневые полосовые заготовки 12 последовательно извлекают из литьевой формы 14 толкателями 17, воздействуя на них гидравлическими нажимами 44, смонтированными вдоль корпуса центробежной литьевой машины 1. Извлеченная из литьевой формы 14 двухгребневая полосовая заготовка 12 принимается подъемным рольгангом 46, который затем опускает ее на уровень духвалкового извлекателя16. Двухвалковый извлекатель 16 заводится во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора 13 перемещением подвижного рольганга 2 гидроцилиндром 50. Извлекатель 16 захватывает передний конец заготовки 12 и извлекает ее из трубчатого кристаллизатора 13 на подвижный рольганг 2 (Фиг. 10). По подвижному рольгангу 2 двухгребневая полосовая заготовка 12 передается на приемный рольганг и затем в нагреватель 3, где ее подогревают до температуры 960-:-1050°С выпуклостью вверх. Нагретую двухгребневую заготовку 12 прокатывают в двутавровую балку 23 за 4-:-6 прохода в реверсивной черновой 5 и чистовой 7 универсальных прокатных клетях прокатного стана (Фиг. 4), с суммарной вытяжкой 1,7-:-3,5, при этом в первом прокатном проходе обжимают участок между гребнями двухгребневой полосовой заготовки 12, формирующий вертикальную стойку двутавровой балки 23 в горизонтальных прокатных валках с величиной вытяжки 1,15-:-1,25, кроме того, разворачивают на 15°-:-75° гребни и боковые ответвления полосового двухгребневого профиля, изгибают их вертикальными прокатными валками черновой универсальной прокатной клети 5 с формированием симметрично вогнутых горизонтальных полок двутавровой балки 23 с радиусом поперечной кривизны поверхности R_г.п.=(0,75-:-1,15)*b_г.п., далее, в 2-:-5 проходах равномерно обжимают вертикальную стойку и горизонтальные полки с величиной вытяжки 1,2-:-1,25 и перед чистовым прокатным проходом, для реализации режима ВТМО и формирования в готовом прокате высокого уровня механических характеристик, раскат охлаждают форсунками 51 до температуры 860°С-:-920°С со скоростью 60-:-120°С/сек, разгибают горизонтальные полки двутавровой балки 23 во входной роликовой проводке 6 (Фиг. 7) и в чистовом прокатном проходе калибруют профиль двутавровой балки 23 в чистовой универсальной прокатной клети 7 с величиной вытяжки 1,1-:-1,15, далее охлаждают прокатанную двутавровую балку 23 до температуры 460-:-580°С со скоростью 40-:-120°С/сек на выходе из чистовой прокатной универсальной клети 7 форсунками 24 с соотношением подаваемой воды на вертикальную стойку и горизонтальные полки профиля двутавровой балки 23 в пропорции (0,5-:-0,2), при этом фиксируют взаимное пространственное положение вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки 23 вертикальными 25 и горизонтальными 26 роликами выходной роликовой проводки 8 (Фиг. 11). Разное количество воды, подаваемой на горизонтальные полки и вертикальную стойку двутавровой балки 23, обеспечивает разные скорости охлаждения этих элементов профиля и, как следствие, более высокий уровень прочностных свойств в горизонтальных полках и более высокую пластичность в вертикальной стойке, при благоприятном уровне остаточных внутренних напряжений с преобладанием сжимающих напряжений в горизонтальных полках и растягивающих напряжений в вертикальной стойке двутавровой балки 23. Охлажденную до температуры 460-:-580°С двутавровую балку 23 обрезают по концам пилами 9 горячей резки проката на заданный размер и охлаждают на холодильнике 10 на воздухе до температуры 150-120°С. При величине поперечной выпуклости двухгребневой полосовой заготовки 12, превышающей 20-:-25 мм, перед первой задачей двухгребневой полосовой заготовки 12 в черновую универсальную прокатную клеть 5 прокатного стана, для облегчения захвата ее переднего конца прокатными валками, поперечную выпуклость, расположенную на расстоянии b₁ между гребнями полосовой заготовки 12, предварительно выпрямляют в горизонтальных задающих роликах 18 входной роликовой проводки 4 (Фиг. 5) и разворачивают на 15°-:-75° гребни и боковые ответвления полосового двухгребневого профиля вертикальными 19, 20 роликами входной роликовой проводки, кроме того, предварительно, при центробежном литье, на переднем и заднем торцах двухгребневой полосовой заготовки 12 на гребнях и боковых ответвлениях отливают заходные фаски 47, 48 (Фиг. 8, 9).The initial shaped billet is cast in a centrifugal injection machine 1 with an angular velocity of rotation of the cooled tubular mold 13 ω = 5 -: - 47 sec ^-1 , in the form of a two-rib strip profile 12 with transverse convexity, the ridges are parallel and symmetrical with respect to the longitudinal axis of symmetry of the strip profile 12 , the distance b ₁ between the ridges is kept equal (1,05 - - 1,15) of the vertical strut size I-beam 23 b _vS , the height of the ridges h _{row is} set (0.5 -: - 0.75) from the size of the horizontal flange of the I-beam 23 b _g. (. Figure 4), and the width of the strip dvuhgrebnevogo _zag profile is determined from the expression in _zag = (b + b _VS _GP) * K, where K - empiric coefficient in the interval 1.05 - - 1.25 . At the same time, steel ready for casting is fed through a funnel 41 to a pitcher 35 preheated by the burners 40. At the same time, the tube heaters 43 are turned off at the separation refractory inserts preheated to the design temperature 15. As the pitcher 35 is filled with steel, the roller bearings 33 are turned on and the tubular crystallizer 13 starts rotate with angular velocity ω = 5 -: - 47 sec ^-1 . Upon receipt of an operator’s command to start casting, after measuring the temperature of the molten steel in the pitcher 35 confirmed the required design temperature 1540 -: - 1620 ° C, the pitcher 35 tilts in the support 39 with a rotation drive and the molten steel begins to fill the injection molds simultaneously along the entire length 14 of the rotating tubular crystallizer 13. In this case, the following ratio is observed - the amount of supplied volume of molten steel from the tundish 35 per unit time is 10 -: - 15% more than the surface that crystallizes in this period of time on working surfaces tyah molds 14 solid ingot. This condition provides favorable conditions for centrifugal casting, in which crystallization of the ingot proceeds under the action of centrifugal forces with a predominance of compression stresses, and contributes to the formation of a dense, crystalline structure in the double-crest strip blank 12. In this case, the axial porosity of the ingot is completely absent, non-metallic inclusions and metallurgical gases that are dissolved in liquid steel are squeezed onto the surface of the ingot. The high quality level of the centrifugally cast double-ridged strip billet 12 ensures the formation of high mechanical characteristics of the rolling of the I-beam 23 even with a total rolling deformation not exceeding 1.7 -: - 3.5, while the initial thickness of the double-ridged strip billet 12 does not exceed 60 mm. The centrifugally cast double-ribbed strip billets 12 are cooled to a temperature of 460 -: - 920 ° C, continuing the rotation of the tubular mold 13 with a frequency of 60 -: - 100 rpm, and the surface of its body is cooled by nozzles 45 mounted in the body of a centrifugal injection machine 1. The rotation of the tubular crystallizer 13 is stopped, the cooled two-ridge strip blanks 12 are sequentially removed from the injection mold 14 by the pushers 17, acting on them with hydraulic presses 44 mounted along the body of the centrifugal injection molding machine 1. The two-rib strip billet 12 removed from the mold 14 is received by the lifting roller table 46, which then lowers it to the level of the extractor 16. The two-roll extractor 16 is inserted into the inner cavity of the tubular crystallizer 13 by moving the movable roller table 2 by the hydraulic cylinder 50. The extractor 16 captures the front end of the workpiece 12 and removes it from the tubular crystallizer 13 onto the movable roller table 2 (Fig. 10). On the movable rolling table 2, the two-row strip blank 12 is transferred to the receiving roller table and then to the heater 3, where it is heated to a temperature of 960 -: - 1050 ° C upward convexity. The heated two-ridge blank 12 is rolled into an I-beam 23 for 4 -: - 6 passes in a reversible roughing 5 and finishing 7 universal rolling stands of the rolling mill (Fig. 4), with a total hood of 1.7 -: - 3.5, while the first rolling passage compresses the section between the ridges of the double-ribbed strip billet 12, forming a vertical rack of the I-beam 23 in horizontal rolling rolls with an extraction value of 1.15 -: - 1.25, in addition, the ridges and lateral are turned by 15 ° -: - 75 ° branches of a strip double-ridge profile, bend their vertices steel rolling rolls of the roughing universal rolling stand 5 with the formation of symmetrically concave horizontal shelves of the I-beam 23 with the radius of the transverse curvature of the surface R _g. = (0.75 -: - 1.15) * b _g.p. , further, in 2 -: - 5 passes, the vertical strut and horizontal shelves are uniformly crimped with a drawdown value of 1.2 -: - 1.25 and before the finish rolling pass, to implement the VTMO regime and to form a high level of mechanical characteristics in the finished car, roll they are cooled by nozzles 51 to a temperature of 860 ° C -: - 920 ° C at a speed of 60 -: - 120 ° C / s, the horizontal shelves of the I-beam 23 are unbent in the input roller wiring 6 (Fig. 7) and the I-profile is calibrated in the finishing rolling passage beams 23 in the finishing universal rolling stand 7 with led with a hood 1.1 -: - 1.15, then cool the rolled I-beam 23 to a temperature of 460 -: - 580 ° C at a speed of 40 -: - 120 ° C / s at the exit from the finishing rolling mill stand 7 nozzles 24 with the ratio water supply to the vertical rack and horizontal shelves of the I-beam profile 23 in the proportion (0.5 -: - 0.2), while fixing the mutual spatial position of the vertical rack and horizontal shelves of the I-beam 23 with vertical 25 and horizontal 26 rollers of the output roller wiring 8 (FIG. eleven). A different amount of water supplied to the horizontal shelves and the vertical rack of the I-beam 23 provides different cooling rates of these profile elements and, as a result, a higher level of strength properties in horizontal shelves and higher plasticity in the vertical rack, with a favorable level of residual internal stresses with the predominance of compressive stresses in horizontal shelves and tensile stresses in the vertical rack of the I-beam 23. Chilled to a temperature of 460 -: - 580 ° C I-beam beam 23 is cut off at the ends 9 saws cutting hot rolled to a predetermined size and was cooled in the refrigerator 10 in air to a temperature of 150-120 ° C. When the size of the transverse convexity of the two-rib strip billet 12, exceeding 20 -: - 25 mm, before the first task of the double-rib strip billet 12 in the rough universal rolling stand 5 of the rolling mill, to facilitate the capture of its front end by the rolling rolls, the transverse convexity located at a distance of b ₁ between the ridges of the strip billet 12, pre-straightened in the horizontal master rollers 18 of the input roller wiring 4 (Fig. 5) and deployed at 15 ° -: - 75 ° ridges and side branches of the strip double-row profile, vertical 19, 20 rollers of the input roller wiring, in addition, preliminary, during centrifugal casting, at the front and rear ends of the double-ribbed strip billet 12 on the ridges and side branches cast entrance chamfers 47, 48 (Fig. 8, 9).

Таким образом, высокое качество центробежно-литой двухгребневой полосовой заготовки обеспечивает максимальное приближение размеров исходной фасонной заготовки к размерам готового проката двутавровой балки, что позволяет существенно снизить суммарную прокатную деформацию для получения высококачественного проката, сократить необходимое количество прокатных проходов и, следовательно, металлоемкость и энергоемкость технологического оборудования и в результате снизить общие производственные затраты и себестоимость металлопродукции. Кроме того, применение центробежно-литьевой машины для получения исходной фасонной заготовки существенно повышает гибкость всего технологического комплекса, упрощает технологию получения исходного расплава, сокращает количество операций по подготовке стали к разливке, позволяет без дополнительных затрат останавливать и запускать производственный процесс, легко переходить с одного типоразмера проката на другой, что повышает конкурентную способность металлургического производства в условиях ограниченной производительности и малых объемов производственных партий.Thus, the high quality of the centrifugally cast double-ribbed billet ensures maximum approximation of the sizes of the original shaped billet to the dimensions of the finished rolled I-beam, which can significantly reduce the total rolling deformation to obtain high-quality rolled metal, reduce the required number of rolling passes and, consequently, the metal and energy consumption of the technological equipment and as a result reduce overall production costs and the cost of metal products and. In addition, the use of a centrifugal injection machine to obtain the initial shaped billet significantly increases the flexibility of the entire technological complex, simplifies the technology for producing the initial melt, reduces the number of operations for preparing steel for casting, allows you to stop and start the production process at no additional cost, and easily switch from one size rolled to another, which increases the competitive ability of metallurgical production in conditions of limited productivity and small x volumes of production batches.

Пример.Example.

Производили двутавровую балку 60Ш1 по ГОСТ 26020-83 из стали 17ГС, длиной 12 метров. Размеры 60Ш1: b_в.с.=546 мм, b_г.п.=320 мм, вес-142,1 кг/мAn I-beam 60Sh1 according to GOST 26020-83 was produced from steel 17GS, 12 meters long. Sizes 60Sh1: b _v.s. = 546 mm, b _g.p. = 320 mm, weight-142.1 kg / m

Расчетные параметры двухгребневой полосовой заготовкиDesign parameters of a double-rib strip blank

L_заг=12×1,065/3,2=4,0 метраL _zag = 12 × 1,065 / 3,2 = 4,0 meters

b₁=600 мм; h_греб=200 мм; В_заг=1000 ммb ₁ = 600 mm; h _row = 200 mm; In _zag = 1000 mm

Номинальный диаметр внутренней полости кристаллизатора 1420 мм. Количество литьевых форм в трубчатом кристаллизаторе - 4 шт.The nominal diameter of the internal cavity of the mold is 1420 mm. The number of injection molds in a tubular mold - 4 pcs.

Вес заливаемой жидкой стали в промковш 7265 кг.The weight of the poured liquid steel in the pitcher is 7265 kg.

Время центробежной разливки с кристаллизацией двухгребневой полосовой заготовки составляло 2,5-:-3,0 мин, общий цикл работы центробежно-литьевой машины с выдачей двухгребневых полосовых заготовок на приемный рольганг нагревателя составлял 15 минут.The time of centrifugal casting with crystallization of the double-ribbed strip billet was 2.5 -: - 3.0 minutes, the total cycle of the centrifugal injection machine with the delivery of double-ribbed strip billets to the receiving roller conveyor of the heater was 15 minutes.

Общая длина проходной роликовой нагревательной печи составляла 20 метров. Нагрев двухгребневой заготовки до температуры 1050°С перед прокаткой 12-:-15 минут, темп прокатки 12 заготовок в час. Общее количество прокатных проходов - 6. Скорость прокатки в черновой клети 2 м/сек, в чистовой клети 3,5 м/сек. Перед чистовой клетью раскат охлаждали до температуры 900°С со скоростью 100°С/сек, вытяжка в чистовой клети составляла 1,12, после чистовой клети прокат охлаждали до температуры 520°С со скоростью 120°С/сек, общая длина 3-секционной линии ускоренного охлаждения проката составляла 12 метров. Соотношение подаваемой воды на горизонтальные полки и вертикальную стойку двутавровой балки 0,35. Готовый прокат обрезали по концам пилами горячей резки на размер 12 метров. Величина концевой обрези составляла 110 кг и соответствовала расчетной величине 6,5%. Далее, двутавровые балки охлаждали до 120°С на холодильнике.The total length of the continuous roller heating furnace was 20 meters. Heating a two-ridge workpiece to a temperature of 1050 ° C before rolling 12 -: - 15 minutes, the rolling speed of 12 workpieces per hour. The total number of rolling passes is 6. The rolling speed in the roughing stand is 2 m / s, in the finishing stand is 3.5 m / s. Before the finishing stand, the roll was cooled to a temperature of 900 ° C at a speed of 100 ° C / s, the hood in the finishing stand was 1.12, after the finishing stand, the rolling was cooled to a temperature of 520 ° C at a speed of 120 ° C / s, the total length of the 3-section The line for accelerated cooling of rolled steel was 12 meters. The ratio of the supplied water to the horizontal shelves and the vertical rack of the I-beam is 0.35. Finished steel was cut at the ends by hot cutting saws to a size of 12 meters. The value of the end trim was 110 kg and corresponded to the estimated value of 6.5%. Further, the I-beams were cooled to 120 ° C in the refrigerator.

Контролируемая прокатка в режимах ВТМО в совокупности с высоким качеством исходной центробежно-литой двухгребневой полосовой заготовки обеспечивали гарантированное высокое качество двутавровой балки 60Ш1 по геометрии в соответствии с ГОСТ 26020-83 и комплексу механических характеристик в соответствии с классом прочности 390 по ГОСТ 19281-89 на прокат из стали повышенной прочности.Controlled rolling in the VTMO modes, together with the high quality of the initial centrifugal cast double-ribbed billet, ensured the guaranteed high quality of the 60Sh1 double-tee beam in geometry in accordance with GOST 26020-83 and a set of mechanical characteristics in accordance with strength class 390 in accordance with GOST 19281-89 for hire made of high strength steel.

Claims

1. Способ производства двутавровой балки, включающий изготовление исходной фасонной заготовки, ее нагрев, многопроходную прокатку двутавровой балки, ускоренное охлаждение, обрезку концов, правку и пакетирование, отличающийся тем, что исходную фасонную заготовку отливают в машине центробежного литья с угловой скоростью вращения охлаждаемого трубчатого кристаллизатора ω=5÷47 сек^-1, в виде двухгребневого полосового профиля, имеющего поперечную выпуклость и боковые ответвления, гребни которого расположены параллельно и симметрично относительно его продольной оси симметрии, с расстоянием b₁ между гребнями, равным (1,05÷1,15) длины вертикальной стойки двутавровой балки b_в.с., с высотой гребней h_греб =(0,5÷0,75) длины горизонтальной полки двутавровой балки b_г.п. и шириной В_заг двухгребневого полосового профиля, равной В_заг= 1,05÷1,25 (b_в.с.+b_г.п.), заготовку охлаждают до температуры 460÷920°C, извлекают из машины центробежного литья, подогревают до температуры 960÷1050°C в проходном нагревателе выпуклостью вверх и прокатывают в двутавровую балку за 4÷6 прохода в реверсивной черновой и чистовой универсальных прокатных клетях прокатного стана, с суммарной вытяжкой 1,7÷3,5, при этом в первом проходе черновой клети горизонтальными валками обжимают участок заготовки между гребнями с вытяжкой 1,15÷1,25 с формированием из него вертикальной стойки двутавровой балки и с разворотом гребней и боковых ответвлений на 15°÷75°, а вертикальными валками изгибают гребни и боковые ответвления с формированием симметрично вогнутых горизонтальных полок двутавровой балки с радиусом поперечной кривизны их поверхностей R_г.п.=(0,75÷1,15)*b_г.п., после чего за 2÷5 прохода равномерно обжимают вертикальную стойку и горизонтальные полки с величиной вытяжки 1,2÷1,25, перед чистовым проходом раскат охлаждают до температуры 860°C÷920°C со скоростью 60÷120°C/сек, разгибают симметрично вогнутые горизонтальные полки двутавровой балки во входной роликовой проводке, а в чистовом проходе калибруют двутавровую балку в чистовой универсальной прокатной клети с величиной вытяжки 1,1÷1,15 и с последующим охлаждением прокатанной двутавровой балки до температуры 460÷580°C со скоростью 40÷120°C/сек на выходе из чистовой прокатной универсальной клети посредством форсунок с соотношением (0,5÷0,2) подаваемой воды на вертикальную стойку и горизонтальные полки двутавровой балки, с фиксацией в процессе охлаждения взаимного пространственного положения вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки посредством вертикальных и горизонтальных роликов выходной роликовой проводки, после чего двутавровую балку обрезают на заданный размер и охлаждают на холодильнике на воздухе до температуры 150÷120°C.1. A method of manufacturing an I-beam, including manufacturing an initial shaped billet, heating it, multi-pass rolling of an I-beam, accelerated cooling, trimming, straightening and packaging, characterized in that the original shaped billet is cast in a centrifugal casting machine with an angular speed of rotation of the cooled tubular mold ω = 5 ÷ 47 s ^-1, as dvuhgrebnevogo strip profile having a convexity and a lateral side branches, which ridges are arranged parallel and symmetrically related Tel'nykh its longitudinal axis of symmetry, the distance b ₁ between the ridges equal (1,05 ÷ 1,15) the length of the vertical support I-beam b _VS , with the height of the ridges h _row = (0.5 ÷ 0.75) the length of the horizontal flange of the I-beam b _g and a width B _{zag of a double} -ribbed strip profile equal to V _zag = 1.05 ÷ 1.25 (b _v.s. + b _gp ), the workpiece is cooled to a temperature of 460 ÷ 920 ° C, removed from a centrifugal casting machine, heated to a temperature of 960 ÷ 1050 ° C in the passage heater with a bulge upwards and rolled into an I-beam for 4 ÷ 6 passes in a reversible roughing and finishing universal rolling stands of the rolling mill, with a total hood of 1.7 ÷ 3.5, while in the first pass the draft cages with horizontal rolls compress the section of the workpiece between the ridges with a hood 1.15 ÷ 1.25 with the formation m therefrom vertical upright I-beam and steer the ridges and side branches 15 ° ÷ 75 °, and the vertical rolls are bent ridges and the side branch to form a horizontal flange symmetrically concave I-beam with a radius of transverse curvature of their surfaces _GP R = (0.75 ÷ 1.15) * b _g.p. then, after 2–5 passes, the vertical stand and horizontal shelves are squeezed uniformly with a drawdown value of 1.2–1.25, before the finishing pass, the roll is cooled to a temperature of 860 ° C ÷ 920 ° C at a speed of 60 ÷ 120 ° C / s, the symmetrically concave horizontal flanges of the I-beam are expanded in the input roller wiring, and in the finishing passage, the I-beam is calibrated in the finishing universal rolling stand with a draw value of 1.1 ÷ 1.15 and then cooling the rolled I-beam to a temperature of 460 ÷ 580 ° C at a speed 40 ÷ 120 ° C / s at the exit of chi rolling mill stand by means of nozzles with a ratio (0.5 ÷ 0.2) of water supplied to a vertical rack and horizontal shelves of an I-beam, with fixation during cooling of the mutual spatial position of the vertical rack and horizontal shelves of an I-beam by means of vertical and horizontal rollers of the output roller wiring, after which the I-beam is cut to a predetermined size and cooled in the refrigerator in the air to a temperature of 150 ÷ 120 ° C.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двухгребневой полосовой профиль отливают с поперечной выпуклостью, превышающей 20÷25 мм, и заходными фасками на переднем и заднем торцах на гребнях и боковых ответвлениях, при этом перед первой задачей в черновую универсальную прокатную клеть для облегчения захвата переднего конца профиля прокатными валками поперечную выпуклость предварительно выпрямляют в горизонтальных задающих роликах входной роликовой проводки с разворотом на 15°÷75° гребней и боковых ответвлений вертикальными роликами входной роликовой проводки.2. The method according to p. 1, characterized in that the two-ribbed strip profile is cast with a transverse convexity exceeding 20 ÷ 25 mm, and lead-in chamfers at the front and rear ends on the ridges and side branches, with the first task in a rough universal rolling stand to facilitate the capture of the front end of the profile by rolling rolls, the transverse convexity is preliminarily straightened in the horizontal driving rollers of the input roller wiring with a 15 ° to 75 ° turn of the ridges and side branches with vertical rollers in a strand guide.

3. Литейно-прокатный комплекс для производства двутавровой балки, содержащий литьевую машину для производства исходной фасонной заготовки, проходной нагреватель, прокатный стан, линию ускоренного охлаждения, роликовую правильную машину, устройства резки и пакетирования проката, отличающийся тем, что в качестве литьевой машины комплекс содержит машину центробежного литья с горизонтальной осью вращения охлаждаемого трубчатого кристаллизатора диаметром 0,75÷2,1 метра и длиной 2,1÷6,5 метра, во внутренней цилиндрической полости которого выполнены литьевые формы в виде продольных каналов с переменной поперечной глубиной, разделенные между собой продольными огнеупорными вставками, причем максимальная глубина канала соответствует высоте гребней h_греб, ширина канала соответствует ширине заготовки В_заг, по длине литьевой формы в корпусе трубчатого кристаллизатора с интервалом 0,5÷1,5 метра на участках углублений под литье гребней установлены толкатели с возможностью удаления отлитых заготовок из литьевых форм, при этом машина центробежного литья снабжена консольным двухвалковым извлекателем, смонтированным на подвижном рольганге с возможностью продольного перемещения и заведения во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора для извлечения отлитых заготовок при температуре 460÷920°C и последующей передачи на приемный рольганг проходного нагревателя, при этом прокатный стан содержит две четырехвалковые универсальные реверсивную черновую и чистовую прокатные клети, перед которыми установлены входные роликовые проводки, причем роликовая проводка, установленная перед черновой прокатной клетью, содержит два горизонтальных ролика для выпрямления выпуклости заготовки и восемь вертикальных роликов для разворота на 15°÷75° гребней и боковых ответвлений заготовки, а входная роликовая проводка, установленная перед чистовой прокатной клетью, содержит по четыре вертикальных ролика на каждую горизонтальную полку и два горизонтальных ролика на вертикальную стойку двутавровой балки, предназначенные для разгибания горизонтальных полок двутавровой балки, причем два внешних ролика по отношению к горизонтальной полке двутавровой балки выполнены приводными, а четыре внутренних ролика - консольными неприводными, при этом линия ускоренного охлаждения проката совмещена с роликовой правильной машиной и содержит, по меньшей мере, одну секцию выходной роликовой проводки, выполненную с возможностью фиксации взаимного пространственного положения вертикальной стойки и горизонтальных полок двутавровой балки при их ускоренном охлаждении с помощью форсунок на выходе из чистовой прокатной клети, и с четырьмя вертикальными роликами на каждую горизонтальную полку и пятью горизонтальными роликами на вертикальную стойку двутавровой балки, причем вдоль секции выходной роликовой проводки расположены два независимых напорных коллектора для подачи воды и сжатого воздуха на форсунки, расположенные по контуру профиля двутавровой балки и выполненные с возможностью изменения соотношения воды, подаваемой на ее вертикальную стойку и горизонтальные полки.3. A casting and rolling complex for the production of an I-beam, comprising a casting machine for the production of the original shaped billet, an in-line heater, a rolling mill, an accelerated cooling line, a roller straightening machine, cutting and packaging devices for rolling, characterized in that the complex contains a centrifugal casting machine with a horizontal axis of rotation of a cooled tubular mold with a diameter of 0.75 ÷ 2.1 meters and a length of 2.1 ÷ 6.5 meters, in the inner cylindrical cavity of which injection molds in the form of longitudinal channels with a variable transverse depth are separated, separated by longitudinal refractory inserts, and the maximum channel depth corresponds to the height of the ridges h _row , the channel width corresponds to the width of the workpiece B _zag , along the length of the injection mold in the tubular mold with an interval of 0.5 ÷ 1.5 meters in the areas of the recesses under the casting of the ridges pushers are installed with the ability to remove cast billets from the injection molds, while the centrifugal casting machine is equipped with a cantilever a roller extractor mounted on a movable roller table with the possibility of longitudinal movement and insertion into the internal cavity of a tubular mold for removing cast billets at a temperature of 460 ÷ 920 ° C and subsequent transfer to a receiving roller conveyor heater, while the rolling mill contains two four-roll universal reversing roughing and finishing rolling stands in front of which input roller wiring is installed, wherein the rolling wiring installed in front of the rough rolling stand contains two horizontal rollers for straightening the convexity of the workpiece and eight vertical rollers for turning 15 ° to 75 ° of the ridges and side branches of the workpiece, and the input roller wiring installed in front of the finishing mill stand contains four vertical rollers for each horizontal shelf and two horizontal rollers on the vertical rack of the I-beam, designed to extend the horizontal shelves of the I-beam, the two outer rollers relative to the horizontal shelf of the I-beam s are driven, and the four inner rollers are cantilevered non-driven, while the accelerated cooling line of the rolled products is aligned with the roller straightening machine and contains at least one section of the output roller wiring, made with the possibility of fixing the mutual spatial position of the vertical rack and horizontal shelves of the I-beam with their accelerated cooling using nozzles at the exit of the finishing mill stand, and with four vertical rollers for each horizontal shelf and five horizontal rollers on the upright I-beam, wherein along the sections off the strand guide has two independent pressure reservoir for water and compressed air nozzles positioned along the contour of the profile of the I-beam and adapted to change the ratio of water supplied to its vertical upright and horizontal shelves.

4. Литейно-прокатный комплекс по п. 3, отличающийся тем, что корпус трубчатого кристаллизатора содержит составные центральную и концевую части, выполненные с возможностью регулирования их суммарной длины и, соответственно, длины отливаемой заготовки L_заг=L_прок*К_конц/λ_Σ, где4. The casting and rolling complex according to claim 3, characterized in that the housing of the tubular mold contains composite central and end parts configured to control their total length and, accordingly, the length of the cast billet L _zag = L _prok * K _end / λ _Σ where

L_прок = 6÷12 - заданная дина двутавровой балки, м;L _proc = 6 ÷ 12 - given dyne of the I-beam, m;

λ_Σ = 1,7÷3,5 - суммарная вытяжка при прокатке двухгребневого полосового профиля;λ _Σ = 1.7 ÷ 3.5 - the total hood when rolling a two-rib strip profile;

К_конц= 1,05÷1,08 – коэффициент, учитывающий концевую обрезь,To the _end = 1.05 ÷ 1.08 - coefficient taking into account the end trim,

при этом центральная часть корпуса трубчатого кристаллизатора снабжена двумя опорными кольцами, смонтированными с возможностью вращения трубчатого кристаллизатора с частотой 60÷450 об/мин в приводных роликовых опорах, установленных на раме машины центробежного литья.while the central part of the housing of the tubular mold is equipped with two support rings mounted for rotation of the tubular mold with a frequency of 60 ÷ 450 rpm in the drive roller bearings mounted on the frame of a centrifugal casting machine.

5. Литейно-прокатный комплекс по п. 3, отличающийся тем, что для одновременного равномерного заполнения жидкой сталью литьевых форм по всей длине во внутреннюю полость трубчатого кристаллизатора помещен промковш, выступающие из кристаллизатора передняя и задняя части которого снабжены цапфами, установленными в поворотных опорах, смонтированных на раме машины центробежного литья с возможностью наклона промковша на 90° при центробежной разливке относительно его продольной оси, с совпадением оси поворота промковша при наклоне и оси вращения трубчатого кристаллизатора, причем в крышке промковша смонтированы по всей его длине нагревательные газовые горелки, выполненные с возможностью предварительного подогрева огнеупорной футеровки промковша до температуры 950÷1100°C, на выступающей из трубчатого кристаллизатора передней части промковша установлена воронка под заливку в него жидкой стали, а на внешних стенках промковша смонтированы теплозащитные водоохлаждаемые экраны.5. The casting and rolling complex according to claim 3, characterized in that for simultaneous uniform filling of injection molds with liquid steel along the entire length, a bucket is placed in the inner cavity of the tubular mold, the front and rear parts of which are protruded from the mold, with trunnions mounted in rotary supports, mounted on the frame of a centrifugal casting machine with the possibility of tilting the bucket by 90 ° during centrifugal casting relative to its longitudinal axis, with the coincidence of the axis of rotation of the bucket when tilted and the axis of rotation a tubular crystallizer, and heating gas burners mounted along the entire length of the bucket with the possibility of preheating the refractory lining of the bucket to a temperature of 950 ÷ 1100 ° C, a funnel is installed on the front of the bucket that protrudes from the tubular crystallizer, to pour liquid steel into it, and on the outer walls of the bucket there are mounted heat-shielding water-cooled screens.

6. Литейно-прокатный комплекс по п. 3, отличающийся тем, что внутри разделенных продольными огнеупорными вставками каналов кристаллизатора проложены трубчатые электронагреватели, выполненные с возможностью предварительного нагрева рабочей поверхности огнеупорных вставок до температуры 760÷850°C.6. The casting and rolling complex according to claim 3, characterized in that tubular electric heaters are laid inside the mold channels of the mold separated by longitudinal refractory inserts, which are configured to preheat the working surface of the refractory inserts to a temperature of 760 ÷ 850 ° C.