RU2634863C2 - Method for producing large-sized thick metal sheets or plates - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method comprises production of cast slabs, slab cutting along the length, their heating in the furnace and subsequent rolling on the reversing plate hot rolling mill. Before heating in the furnace, slabs of the same thickness and chemical composition, in an amount of not less than two, are joined together across the width. Rolling on the reversing plate mill is performed along the slab joining line, wherein the width of the joined slabs is selected so that the width of the resulting joined slab corresponds to the width of the finished thick sheet or plate, taking into account the rolling broadening, reduction in the width of the slab during its rolling on the mill, and the value of scrap edge, and the length of the joined slabs is limited to the maximum possible length when loaded into the heating furnace. The slabs are connected by electroslag welding, wherein the electrode material and protective slag composition are selected in such a way that the chemical composition of the weld seam material and its mechanical properties correspond to the chemical composition and mechanical properties of the material of the welded slabs. Before welding and during welding, the slabs are heated, and after welding, the slabs are subjected to slow cooling at a rate ensuring the absence of defects in the material of the weld seam and the weld-affected zone of the joined slabs.

EFFECT: lower consumption of metal on the scrap edge along the width of the sheet.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства толстых металлических листов.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods for the production of thick metal sheets.

Известен способ изготовления листового проката (Патент РФ №2044581, МПК B22D 11/14, В21В 1/46, опубл. 27.09.1995 г.). Способ включает изготовление литых слябов на установке непрерывной разливки, порезку слябов по длине, подогрев слябов до температуры прокатки в нагревательной печи и последующую прокатку на непрерывном полосовом стане горячей прокатки. Известный способ предназначен для прокатки металлических полос в рулонах.A known method of manufacturing sheet metal (RF Patent No. 2044581, IPC B22D 11/14, B21B 1/46, publ. 09/27/1995). The method includes manufacturing cast slabs in a continuous casting plant, cutting the slabs in length, heating the slabs to a rolling temperature in a heating furnace, and subsequent rolling in a continuous strip hot rolling mill. The known method is intended for rolling metal strips in rolls.

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет производить широкие толстые листы. Ширина листа, полученного после прокатки на стане, соответствует ширине литого сляба.The disadvantage of this method is that it does not allow the production of wide thick sheets. The width of the sheet obtained after rolling in the mill corresponds to the width of the cast slab.

Известен наиболее близкий к заявляемому (прототип) способ производства толстых металлических листов или плит (Патент РФ №2129934, МПК B22D 11/14, опубл. 10.05.1999 г.). Способ включает изготовление литых слябов на установке непрерывной разливки, порезку слябов по длине, охлаждение слябов в стопах на складе. Далее слябы поступают на толстолистовой стан горячей прокатки, нагреваются до температуры прокатки и прокатываются по известной технологии (А.А.Королев. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов, М., Металлургия, 1987 г., с. 282).Known closest to the claimed (prototype) method for the production of thick metal sheets or plates (RF Patent No. 2129934, IPC B22D 11/14, publ. 05/10/1999). The method includes the manufacture of molded slabs in a continuous casting unit, cutting the slabs in length, cooling the slabs in the feet of the warehouse. Further, the slabs are fed to the hot-rolled plate mill, heated to the rolling temperature and rolled according to the known technology (A.A. Korolev. Mechanical equipment of rolling and pipe shops, M., Metallurgy, 1987, p. 282).

Недостатком известной технологии является то, что имеется ограничение по длине и массе прокатываемых слябов, связанное с необходимостью разворачивать слябы для уширительной поперечной прокатки, а затем при достижении соответствующей заказу ширины производят разворот и продольную прокатку на необходимую длину. При этом длина исходного сляба не может быть больше длины бочки прокатного валка. Так, например, максимальная длина непрерывно-литого сляба для прокатки на толстолистовом стане 5000 составляет 4700 мм (длина бочки прокатного валка 5000 мм). Из сляба с габаритами 315*2000*4700 мм может быть прокатан толстый лист с габаритами 100*4700*6300 мм. Дальнейшее увеличение габаритов толстых листов может быть произведено только за счет изменения ширины и толщины исходной заготовки (сляба), что требует масштабной реконструкции установки непрерывной разливки стали. Технология прокатки на толстолистовом стане с разворотом (кантовкой) сляба приводит к увеличенному расходу металла на боковую обрезь по ширине листа по сравнению с продольной прокаткой.A disadvantage of the known technology is that there is a restriction on the length and weight of the rolled slabs associated with the need to expand the slabs for an extension of the transverse rolling, and then, when the width reaches the order, they turn and roll along the required length. In this case, the length of the initial slab cannot be greater than the length of the barrel of the roll. So, for example, the maximum length of a continuously cast slab for rolling on a plate mill 5000 is 4700 mm (barrel roll length 5000 mm). From a slab with dimensions of 315 * 2000 * 4700 mm, a thick sheet with dimensions of 100 * 4700 * 6300 mm can be rolled. A further increase in the dimensions of thick sheets can be made only by changing the width and thickness of the initial billet (slab), which requires a large-scale reconstruction of the installation of continuous casting of steel. The technology of rolling on a plate mill with a turn (tilting) of the slab leads to an increased consumption of metal on the side trim along the width of the sheet compared to longitudinal rolling.

Задачей настоящего изобретения является расширение возможности стана по производству крупногабаритных толстых листов или плит и увеличение выхода годного за счет снижения расхода металла на боковую обрезь по ширине листа.The objective of the present invention is to expand the capacity of the mill for the production of large thick sheets or plates and increase yield by reducing the consumption of metal on the side trim along the width of the sheet.

Решение задачи достигается тем, что в способе производства крупногабаритных толстых металлических листов, включающем изготовление литых слябов, порезку слябов по длине, их нагрев в печи и последующую прокатку на реверсивном толстолистовом стане горячей прокатки, перед нагревом в печи по меньшей мере два сляба, одинаковых по химическому составу и толщине, соединяют между собой по ширине сварным швом, химический состав и механические свойства которого соответствуют химическому составу и механическим свойствам материала слябов, при этом осуществляют подогрев слябов перед сваркой и замедленное охлаждение после нее, а прокатку производят вдоль линии соединения слябов. Ширину соединяемых слябов подбирают таким образом, чтобы ширина полученного соединенного сляба соответствовала бы ширине готового толстого листа с учетом уширения при прокатке, обжатия по ширине сляба при его прокатке на стане и величины боковой обрези. Соединение слябов осуществляют путем электрошлаковой сварки с использованием расходуемых электродов и защитного шлака, при этом материал электродов и состав защитного шлака подбирают таким образом, чтобы химический состав материала сварного шва и его механические свойства соответствовали бы химическому составу и механическим свойствам материала свариваемых слябов.The solution to the problem is achieved by the fact that in the method of manufacturing large-sized thick metal sheets, including the manufacture of molded slabs, cutting the slabs in length, heating them in a furnace and subsequent rolling on a reversible hot-rolled plate mill, at least two slabs of the same thickness before heating in the furnace chemical composition and thickness, are interconnected in width by a weld, the chemical composition and mechanical properties of which correspond to the chemical composition and mechanical properties of the material of the slabs, while carry out the heating of the slabs before welding and delayed cooling after it, and rolling is carried out along the line connecting the slabs. The width of the joined slabs is selected so that the width of the resulting joined slab would correspond to the width of the finished thick sheet, taking into account broadening during rolling, compression along the width of the slab when rolling on the mill and the size of the side trim. The slabs are connected by electroslag welding using consumable electrodes and protective slag, while the electrode material and the composition of the protective slag are selected so that the chemical composition of the weld material and its mechanical properties correspond to the chemical composition and mechanical properties of the material of the welded slabs.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The technical essence of the invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1- общая схема производства крупногабаритных металлических листов, на фиг. 2 - поперечное сечение соединенного по ширине сляба перед нагревом в печи (разрез по А-А) и последующей прокаткой на реверсивном толстолистовом стане горячей прокатки.in FIG. 1 is a general diagram of the production of bulky metal sheets, in FIG. 2 is a cross-sectional view of a slab connected across the width before heating in a furnace (section along A-A) and subsequent rolling on a reversible hot-rolled plate mill.

Предложенный способ реализуется с помощью схемы и состава оборудования, приведенными фиг. 1, где 1 - литой сляб; 2 - установка непрерывной разливки стали; 3 - сталеразливочный ковш; 4 - промежуточный ковш; 5 - кристаллизатор; 6 - роликовые секции; 7 - разрезанный по длине сляб; 8 - машина газовой резки; 9 - стопа слябов; 10 - склад слябов; 11 - установка электрошлаковой сварки; 12 - сварной шов; 13 - сваренный сляб; 14 - нагревательная печь; 15 - реверсивный толстолистовой прокатный стан; 16 - горизонтальная прокатная клеть; 17 - прокатанный толстый лист; 18 - вертикальная прокатная клеть.The proposed method is implemented using the circuit and composition of the equipment shown in FIG. 1, where 1 is a cast slab; 2 - installation of continuous casting of steel; 3 - steel pouring ladle; 4 - intermediate bucket; 5 - crystallizer; 6 - roller sections; 7 - slab cut along the length; 8 - gas cutting machine; 9 - foot slabs; 10 - a warehouse of slabs; 11 - installation of electroslag welding; 12 - weld; 13 - welded slab; 14 - heating furnace; 15 - reversible plate mill; 16 - horizontal rolling stand; 17 - rolled thick sheet; 18 - vertical rolling stand.

Способ производства крупногабаритных толстых металлических листов осуществляется следующим образом.A method of manufacturing large-sized thick metal sheets is as follows.

Литой сляб 1, отлитый на установке непрерывной разливки 2, состоящей из сталеразливочного ковша 3, промежуточного ковша 4, кристаллизатора 5 и роликовых секций 6, разрезают на отдельные слябы 7 длиной «L13» в соответствии с заказом с помощью машины газовой резки 8.The molded slab 1 cast in a continuous casting unit 2, consisting of a steel ladle 3, an intermediate ladle 4, a mold 5 and roller sections 6, is cut into individual slabs 7 of the length “L13” in accordance with the order using a gas cutting machine 8.

Затем слябы 7 укладывают в стопы 9 на складе 10 и охлаждают, после чего слябы 7 шириной «В7» соединяют между собой до ширины «В13» (см. фиг. 2) путем, например, электрошлаковой сварки в установке электрошлаковой сварки 11. Соединение осуществляется сварным швом 12 по ширине двух или более слябов 7, одинаковых по химическому составу и толщине «Н». Соединенный сляб 13 из отдельных литых слябов 7 сварным швом 12 нагревают в нагревательной печи 14 до температуры начала прокатки, при которой происходит образование аустенита и выравнивание макроструктуры основного материала соединенного сляба 13, сварных швов 12 и околошовной зоны. Затем сляб 13 прокатывают на реверсивном толстолистовом стане 15, где он обжимается в вертикальной 18 и горизонтальной 16 клетях до окончательных габаритных размеров по толщине «Н17», ширине «В17» и длине «L17» толстого листа 17. При этом при электрошлаковой сварке материал расходуемых электродов и состав защитного шлака подбирают таким образом, чтобы химический состав и механические свойства материала сварного шва 12 соответствовали химическому составу и механическим свойствам основного материала свариваемых слябов 7. Перед сваркой и во время сварки слябы 7 подогревают до температуры, обеспечивающей надежное бездефектное соединение материалов свариваемых слябов 7 и сварного шва 12 по всей зоне сварки. Затем соединенный сляб 13 подвергают замедленному охлаждению со скоростью, обеспечивающей отсутствие дефектов (например, усадочных трещин) в материале сварного шва 12 и околошовной зоны соединяемых слябов 7. Соединенный сляб 13 прокатывают на толстолистовом стане 15. Для снижения расхода металла на боковую обрезь толстых листов 17 по ширине «В17» прокатку на реверсивном толстолистовом стане производят вдоль линии соединения слябов 7, при этом ширину «В7» соединяемых слябов 7 подбирают таким образом, чтобы ширина «В13» соединенного сляба 13 соответствовала бы ширине «В17» готового толстого листа или плиты 17 с учетом уширения при прокатке, обжатия по ширине сляба при его прокатке на стане 15 и величины боковой обрези, а длину «L13» соединяемых слябов 7 ограничивают их максимально возможной длиной при загрузке в нагревательную печь. Использование схемы продольной прокатки на толстолистовом прокатном стане позволяет использовать для прокатки слябы длиной, значительно превышающей длину бочки горизонтальной прокатной клети.Then the slabs 7 are stacked 9 in the warehouse 10 and cooled, after which the slabs 7 of a width of "B7" are connected to each other to a width of "B13" (see Fig. 2) by, for example, electroslag welding in an electroslag welding unit 11. Connection is carried out a weld 12 along the width of two or more slabs 7, identical in chemical composition and thickness "N". The connected slab 13 of the individual cast slabs 7 is heated in the heating furnace 14 with a weld 12 to the temperature of rolling at which austenite is formed and the macrostructure of the base material of the connected slab 13, welds 12 and the weld zone are aligned. Then, the slab 13 is rolled on a reversible plate mill 15, where it is crimped in a vertical 18 and horizontal 16 stands to the final overall dimensions in thickness “H17”, width “B17” and length “L17” of the thick sheet 17. In this case, when electroslag welding, the material consumed electrodes and the composition of the protective slag are selected so that the chemical composition and mechanical properties of the material of the weld 12 correspond to the chemical composition and mechanical properties of the base material of the welded slabs 7. Before and during welding welding the slabs 7 are heated to a temperature that provides a reliable defect-free connection of the materials of the welded slabs 7 and the weld 12 throughout the welding zone. Then, the connected slab 13 is subjected to delayed cooling at a speed that ensures that there are no defects (for example, shrinkage cracks) in the material of the weld 12 and the weld zone of the joined slabs 7. The connected slab 13 is rolled on a plate mill 15. To reduce the consumption of metal on the side trim of thick sheets 17 along the width of "B17" rolling on a reversible plate mill is carried out along the line connecting the slabs 7, while the width "B7" of the connected slabs 7 is selected so that the width "B13" of the connected slab 13 respectively there would be a width "B17" of the finished thick sheet or plate 17, taking into account broadening during rolling, compression along the width of the slab when rolling it on the mill 15 and the size of the side trim, and the length "L13" of the connected slabs 7 limit their maximum length when loading into the heating oven. The use of a longitudinal rolling scheme on a plate mill allows us to use for rolling slabs with a length significantly greater than the length of the barrel of a horizontal rolling mill.

Применение предлагаемого изобретения позволяет производить крупногабаритные толстые металлические листы для судостроения и энергомашиностроения с получением высокой однородности макроструктуры без строительства уникальных установок непрерывной разливки стали для получения слябов со сверхвысокими параметрами по толщине и ширине. Изобретение также позволяет снизить расход металла на обрезь за счет замещения традиционной поперечно-продольной прокатки на продольную прокатку на реверсивном толстолистовом стане горячей прокатки с обеспечением возможности получения листов длиной, значительнопревышающей длину листов, получаемых традиционной технологией с разворотом сляба для его уширения, а также значительным снижением боковой обрези, так как при традиционной технологии после уширительной поперечной прокатки сляб из-за разности вытяжки имеет неправильную форму, отличающуюся от прямоугольной, а при продольной прокатке боковая поверхность сляба - прямая. Применение продольной прокатки при производстве крупногабаритных толстых листов позволит уменьшить расход металла на обрезь с 200-300 килограмм на тонну готовой продукции до 50-100 килограммов.The application of the present invention allows the production of large thick metal sheets for shipbuilding and power engineering with high homogeneity of the macrostructure without the construction of unique continuous casting plants for the production of slabs with ultrahigh parameters in thickness and width. The invention also allows to reduce the metal consumption for trimming due to the replacement of traditional transverse-longitudinal rolling by longitudinal rolling on a reversible hot-rolled plate mill with the possibility of obtaining sheets with a length significantly exceeding the length of sheets obtained by traditional technology with a slab spread to widen it, as well as a significant reduction lateral trim, as with traditional technology, after an expansion cross rolling, the slab has an irregular shape due to the difference in drawing , which differs from the rectangular one, and during longitudinal rolling, the side surface of the slab is straight. The use of longitudinal rolling in the production of large-sized thick sheets will reduce the metal consumption for trimming from 200-300 kilograms per ton of finished products to 50-100 kilograms.

Claims (3)

1. Способ производства крупногабаритных толстых металлических листов, включающий изготовление литых слябов, порезку слябов по длине, их нагрев в печи и последующую прокатку на реверсивном толстолистовом стане горячей прокатки, отличающийся тем, что перед нагревом в печи по меньшей мере два сляба, одинаковых по химическому составу и толщине, соединяют между собой по ширине сварным швом, химический состав и механические свойства которого соответствуют химическому составу и механическим свойствам материала слябов, при этом осуществляют подогрев слябов перед сваркой и замедленное охлаждение после нее, а прокатку производят вдоль линии соединения слябов.1. A method of manufacturing large-sized thick metal sheets, including the manufacture of molded slabs, cutting the slabs in length, heating them in a furnace and subsequent rolling in a reversible hot-rolled plate mill, characterized in that before heating in the furnace at least two slabs, identical in chemical the composition and thickness, are interconnected in width by a weld, the chemical composition and mechanical properties of which correspond to the chemical composition and mechanical properties of the material of the slabs, while slab reheating prior to welding and after the slow cooling and rolling the slabs produced along line connection. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ширину соединяемых слябов подбирают с соблюдением условия соответствия ширины соединенного сляба ширине готового толстого листа с учетом уширения при прокатке, обжатия по ширине сляба при его прокатке на стане и величины боковой обрези.2. The method according to p. 1, characterized in that the width of the connected slabs is selected in compliance with the condition for the width of the connected slab to match the width of the finished thick sheet, taking into account broadening during rolling, compression along the width of the slab during rolling on the mill and the size of the side trim. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение слябов осуществляют путем электрошлаковой сварки с использованием расходуемых электродов и защитного шлака, при этом материал электродов и состав защитного шлака подбирают таким образом, чтобы химический состав материала сварного шва и его механические свойства соответствовали бы химическому составу и механическим свойствам материала свариваемых слябов.3. The method according to p. 1, characterized in that the connection of the slabs is carried out by electroslag welding using consumable electrodes and protective slag, while the electrode material and composition of the protective slag are selected so that the chemical composition of the weld material and its mechanical properties correspond the chemical composition and mechanical properties of the material of the welded slabs.

Images