RU2128559C1 - Method for making strip of springy steels and treating it - Google Patents
Method for making strip of springy steels and treating it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128559C1 RU2128559C1 RU97106120A RU97106120A RU2128559C1 RU 2128559 C1 RU2128559 C1 RU 2128559C1 RU 97106120 A RU97106120 A RU 97106120A RU 97106120 A RU97106120 A RU 97106120A RU 2128559 C1 RU2128559 C1 RU 2128559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strip
- temperature
- rolling
- workpiece
- planetary
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000013003 hot bending Methods 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 3
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004801 process automation Methods 0.000 description 1
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности, конкретно к технологии производства стальной полосы посредством совмещенного процесса непрерывной разливки и прокатки и ее последующей обработки. The invention relates to the metallurgical industry, specifically to a technology for the production of steel strip through a combined process of continuous casting and rolling and its subsequent processing.
Традиционные способы поточного изготовления стальной полосы с совмещением процессов непрерывной разливки и последующей прокатки предусматривают использование, за радиальным или иного типа кристаллизатором машины непрерывной разливки плоской стальной заготовки, обычных клетей продольной прокатки полосы, например, кварто (см. , например, заявку PCT 89/11363, кл. B 21 B 1/46, 1989). Между этими двумя этапами технологического процесса (разливка и прокатка) заготовку подогревают, в частности, индукционным методом для выравнивания температуры по сечению, так что прокатка ведется в большей степени с использованием первородного тепла, запасенного заготовкой при разливке. Несмотря на это технологический процесс не является в полной мере поточным, т. к. разница скоростей разливки и прокатки слишком велика для того, чтобы напрямую, без разрывов, связать эти процессы. Поэтому заготовку между этими этапами процесса периодически режут, а для того, чтобы увеличить развес рулона на выходе из стана, производят перед прокаткой промежуточную намотку-размотку, что накладывает ограничения на толщину отливаемой заготовки и производительность процесса и усугубляет проблему сохранения тепла в ней. Эти недостатки особенно заметны при изготовлении сравнительно неширокой полосы. Traditional methods for the in-line production of a steel strip with the combination of continuous casting and subsequent rolling processes involve the use, for a radial or other type of mold, of a continuous casting machine for flat steel billets, of conventional stands for longitudinal rolling of a strip, for example, a quarto (see, for example, PCT 89/11363 CL 21 B 1/46, 1989). Between these two stages of the technological process (casting and rolling), the billet is heated, in particular, by the induction method to equalize the temperature over the cross section, so that rolling is carried out to a greater extent using the original heat stored by the billet during casting. Despite this, the technological process is not fully in-line, since the difference in casting and rolling speeds is too large to directly connect these processes without breaks. Therefore, the billet between these stages of the process is periodically cut, and in order to increase the weight of the roll at the exit from the mill, intermediate winding-unwinding is performed before rolling, which imposes restrictions on the thickness of the cast billet and the productivity of the process and exacerbates the problem of heat storage in it. These disadvantages are especially noticeable in the manufacture of a relatively narrow strip.
Более совершенным и перспективным является использование после непрерывной разливки процесса планетарной прокатки полосы (см., например, заявку PCT 92/08557, кл. B 21 B 27/06, 1992). Планетарная прокатка характерна малой скоростью заготовки на входе в стан, соизмеримой со скоростью разливки, что существенно упрощает решение проблемы совмещения этих двух процессов в единый поточный процесс. Высокие обжатия при планетарной прокатке компенсируют низкую скорость на входе и обеспечивают необходимую производительность. В известном способе после планетарной прокатки предусмотрен участок обычной прокатки, а для сохранения поточного характера процесса между клетями 4-клетьевой группы полосового стана предусмотрен индукционный подогрев полосы на ходу. Однако большая суммарная вытяжка на этапе прокатки предопределяет и большое сечение исходной заготовки, что снижает скорость разливки. С другой стороны, большая скорость прокатки в последних клетях полосового стана требует заметного увеличения протяженности межклетьевых индукторов, т.е. протяженности всей установки. More perfect and promising is the use of a strip after planetary rolling process after continuous casting (see, for example, PCT application 92/08557, CL B 21 B 27/06, 1992). Planetary rolling is characterized by a low billet speed at the mill inlet, commensurate with the casting speed, which greatly simplifies the solution to the problem of combining these two processes into a single in-line process. High reductions in planetary rolling compensate for the low inlet speed and provide the necessary performance. In the known method, after planetary rolling, a conventional rolling section is provided, and to maintain the flow character of the process between the stands of the 4-stand group of the strip mill, induction heating of the strip is provided on the go. However, a large total hood at the rolling stage also determines a large cross section of the initial billet, which reduces the casting speed. On the other hand, the high rolling speed in the last stands of the strip mill requires a noticeable increase in the length of the interstand stands, i.e. the length of the entire installation.
С этой точки зрения оптимальной является схема совмещения непрерывной разливки и прокатки, в которой прокатный передел минимизирован по количеству проходов и протяженности участка прокатки. Такой технологический процесс описан, например, в книге А.И. Целикова и В.И. Зюзина "Современное развитие прокатных станов".- М.: Металлургия, 1972, с. 155 - 156, рис. 60. Указанный способ поточного производства полосы наиболее близок по технической сущности к изобретению и может быть принят за прототип. From this point of view, the optimal combination scheme is continuous casting and rolling, in which the rolling redistribution is minimized by the number of passes and the length of the rolling section. Such a technological process is described, for example, in the book of A.I. Tselikova and V.I. Zyuzina "The modern development of rolling mills." - M.: Metallurgy, 1972, p. 155 - 156, fig. 60. The specified method of continuous production of the strip is the closest in technical essence to the invention and can be taken as a prototype.
Известный способ включает в себя непрерывную разливку полосовой заготовки, ее подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку по меньшей мере в одной задающей и в планетарной клети и последующую в калибрующих валках. Способ предназначен для получения полосы шириной 420 мм. The known method includes the continuous casting of a strip billet, its heating with equalization of temperature over the cross section, combined rolling in at least one master and in the planetary mill and subsequent in calibrating rolls. The method is intended to produce a strip with a width of 420 mm.
Информация об известном способе не содержит рекомендаций по технологическим режимам процесса, в частности, для пружинных сталей, являющихся объектом технологии, разработанной в изобретении. При прокатке специальных, в частности, пружинных сталей для стабильного получения заданных физико-механических свойств особое значение приобретает соблюдение оптимальных температурно-деформационно-скоростных параметров в узком интервале на всех этапах обработки, обеспечивающих высокую степень химической и структурной однородности материала. Это особенно важно для дальнейшего изготовления из полосы изделий высокоответственного назначения. К таким изделиям относятся, в частности, новые пружинные скрепления для рельсов, обеспечивающие повышенную долговечность и надежность удержания рельсовых путей, особенно на скоростных магистралях (см. журнал "Металлург", 1995, N 6, с. 33 - 34). Information on the known method does not contain recommendations on the technological modes of the process, in particular, for spring steels, which are the object of the technology developed in the invention. When rolling special, in particular, spring steels for the stable obtaining of the specified physicomechanical properties, the observance of optimal temperature-strain-speed parameters in a narrow interval at all stages of processing, providing a high degree of chemical and structural homogeneity, is of particular importance. This is especially important for the further manufacture of highly responsible products from a strip. Such products include, in particular, new spring fastenings for rails, providing increased durability and reliability of rail track retention, especially on highways (see Metallurg magazine, 1995, N 6, pp. 33 - 34).
Можно отметить также, что известный способ, хотя и носит поточный характер, завершается на стадии получения полосы, смоткой ее в рулон, а последующая обработка полосы и получение из нее специфических изделий высокоответственного назначения в рамках описанного технологического процесса вообще не рассматривается. Между тем чрезвычайно важно распространить принцип поточности и на последующую обработку полосы, а не только на ее изготовление в качестве заготовки для изделий: такое распространение позволяет использовать все преимущества поточного технологического процесса - высокую производительность, экономичность в отношении энергетических затрат и выхода годного, компактность и широкие возможности автоматизации процесса. Это особенно важно, учитывая высокий спрос на новые типы рельсовых скреплений, диктующий необходимость их массового производства. Совмещение поточного металлургического передела, характеризующегося очень высокой производительностью, с этапом последующей обработки полосы и получения из нее изделий, пользующихся массовым спросом, является одним из перспективных путей организации сконцентрированного на сравнительно небольших площадях технологического процесса массового производства этих изделий и удовлетворения, таким образом, с наименьшими издержками, спроса на них (протяженность железнодорожных путей только в нашей стране не требует пояснений). It can also be noted that the known method, although it has a flow character, ends at the stage of obtaining the strip, winding it into a roll, and subsequent processing of the strip and obtaining from it specific products of a highly responsible purpose in the framework of the described technological process is not considered at all. Meanwhile, it is extremely important to extend the principle of threading to the subsequent processing of the strip, and not just to manufacture it as a workpiece for products: this distribution allows you to use all the advantages of the in-line technological process - high productivity, economy in terms of energy costs and yield, compactness and wide process automation capabilities. This is especially important given the high demand for new types of rail fasteners, dictating the need for their mass production. The combination of in-line metallurgical redistribution, characterized by a very high productivity, with the stage of subsequent processing of the strip and obtaining products in mass demand from it, is one of the promising ways of organizing the mass production of these products concentrated on relatively small areas and, therefore, with the smallest costs, demand for them (the length of railways only in our country does not require explanation).
Особенностью технологического процесса согласно изобретению является также сравнительно небольшая ширина получаемой полосы, диктуемая параметрами готового изделия, которое из нее изготавливается. Это создает дополнительные проблемы как в части сохранения технологического тепла, так и в части выбора оптимальных режимов разливки и прокатки. Использование широкой исходной заготовки потребовало бы ее последующего продольного роспуска на узкие полосы, что заметно усложнило бы технологию. Даже при ширине полосы, получаемой в способе-прототипе (420 мм), получение требуемой по условиям описываемой технологии ширины полосы (65 мм) означало бы роспуск исходной полосы по крайней мере на 6 частей. A feature of the technological process according to the invention is also the relatively small width of the resulting strip, dictated by the parameters of the finished product, which is made from it. This creates additional problems both in terms of preserving process heat, and in terms of choosing the optimal casting and rolling modes. The use of a wide initial billet would require its subsequent longitudinal dissolution into narrow strips, which would significantly complicate the technology. Even with the strip width obtained in the prototype method (420 mm), obtaining the strip width (65 mm) required by the conditions of the described technology would mean the dissolution of the original strip by at least 6 parts.
Таким образом, задачей изобретения является получение качественной узкой полосы из пружинных сталей и последующая ее обработка в изделия, с обеспечением заданных и стабильных физико-механических свойств в узком диапазоне характеристик, а также обеспечение совмещения в единый технологический поток всех этапов как изготовления полосы, так и ее последующей обработки, при сохранении всех достоинств принятой схемы совмещения непрерывной разливки и прокатки на участке изготовления полосы. Thus, the object of the invention is to obtain a high-quality narrow strip of spring steels and its subsequent processing into products, ensuring specified and stable physical and mechanical properties in a narrow range of characteristics, as well as ensuring that all stages of strip manufacturing and combination are combined into a single process stream its subsequent processing, while maintaining all the advantages of the adopted scheme for combining continuous casting and rolling at the strip manufacturing site.
Указанная задача решается тем, что в способе поточного изготовления полосы из пружинных сталей и ее последующей обработки, включающем непрерывную разливку полосовой заготовки, ее индукционный подогрев с выравниванием температуры по сечению, совмещенную прокатку по меньшей мере в одной задающей и в планетарной клети, последующую прокатку в калибрующих валках, согласно изобретению, полосовую заготовку отливают сечением, отношение сторон которого составляет 0,7 - 0,8, а толщина 55 - 65 мм, температуру заготовки в индукторе выравнивают на уровне, обеспечивающем вход заготовки в планетарную клеть с температурой 920 - 970oC, в задающих клетях заготовку редуцируют по ширине в один-два прохода до ширины 64 - 66 мм, при обще вытяжке в этих клетях 1,2 - 1,25, с одновременным приданием ее боковым граням выпуклой формы, до задачи в планетарную клеть на верхней и нижней гранях заготовки предварительно формируют по две выпуклости, в планетарной клети получают полосу толщиной 8,4 - 8,5 мм при вытяжке 6,5 - 7,5, в калибрующих валках полосу обжимают за один проход до толщины 8 мм при вытяжке 1,05 - 1,06, контролируют температуру конца прокатки в диапазоне 900 - 850oC посредством регулирования величины подачи на один планетарный валок, подогревают готовую полосу индукционным или электроконтактным методом до температуры 900 - 1000oC, формируют петлю полосы, за петлей периодически останавливают полосу, отрезают заданные длины с одновременным перфорированием отрезков полосы, после чего отрезки полосы гнут в потоке в горячем состоянии в пружинные скрепления для рельсов и в потоке с того же нагрева производят их закалку.This problem is solved by the fact that in the method of continuous production of a strip of spring steels and its subsequent processing, including continuous casting of a strip billet, its induction heating with equalization of temperature over the cross-section, combined rolling in at least one master and planetary mill, subsequent rolling in calibrating rolls, according to the invention, the strip billet is cast with a cross section, the aspect ratio of which is 0.7 - 0.8, and a thickness of 55 - 65 mm, the temperature of the billet in the inductor is aligned at ensuring the entry of the workpiece into the planetary stand with a temperature of 920 - 970 o C, in the master stands the workpiece is reduced in width in one or two passes to a width of 64 - 66 mm, with a total exhaust in these stands 1.2 - 1.25, with simultaneous giving its lateral faces a convex shape, prior to the task, two convexes are preliminarily formed in the planetary stand on the upper and lower faces of the workpiece; in the planetary stand, a strip with a thickness of 8.4 - 8.5 mm is obtained with a hood of 6.5 - 7.5, in calibrating rolls the strip is squeezed in one pass to a thickness of 8 mm with a hood of 1.05 - 1.06, control perature final rolling in a range of 900 - 850 o C by adjusting the feed quantity of one planetary roll is preheated finished strip induction or electrocontact method to a temperature of 900 - 1000 o C, form a loop band of the loop periodically stop strip is cut predetermined lengths while perf segments of the strip, after which the segments of the strip are bent in the stream in the hot state into spring fastenings for the rails and in the stream from the same heating they are quenched.
Кроме того, выпуклости на широких гранях заготовки формируют непосредственно при разливке путем использования кристаллизатора с полостью соответствующей формы. In addition, the convexity on the wide faces of the workpiece is formed directly during casting by using a mold with a cavity of the corresponding shape.
Кроме того, выпуклости на широких гранях заготовки формируют под кристаллизатором, путем деформации корочки слитка на участке его неполного затвердевания. In addition, the convexity on the wide faces of the workpiece is formed under the mold, by deformation of the crust of the ingot in the area of incomplete solidification.
Кроме того, выпуклости на широких гранях заготовки формируют при редуцировании ее в задающей клети. In addition, the convexity on the wide faces of the workpiece is formed by reducing it in the master stand.
Кроме того, закалку производят с помощью водовоздушных форсунок, с охлаждением изделий до температуры 200 - 220oC.In addition, hardening is carried out using water-air nozzles, with the cooling of products to a temperature of 200 - 220 o C.
Кроме того, закалку производят в масляной ванне. In addition, hardening is carried out in an oil bath.
Кроме того, после закалки производят отпуск с нагревом до 450 - 500oC и динамическое старение пружинного скрепления.In addition, after quenching, tempering is carried out with heating to 450 - 500 o C and dynamic aging of spring bonding.
Технологические параметры и условия на разных этапах технологического процесса взаимосвязаны и лишь в совокупности приводят к достижению того технического результата, который был сформулирован выше в качестве задачи изобретения. Technological parameters and conditions at different stages of the technological process are interconnected and only together lead to the achievement of the technical result, which was formulated above as the task of the invention.
Выбор исходного сечения полосовой непрерывнолитой заготовки диктуется параметрами конечного продукта и, кроме того, такое сечение является благоприятным с точки зрения быстрой и в то же время качественной кристаллизации слитка, возможности литья под уровень, сокращения протяженности наиболее опасного с точки зрения возможности прорыва корочки слитка участка с незастывшей полностью сердцевиной, обеспечивает достаточную проработку металла при дальнейшем обжатии, при соблюдении оптимальных режимов, учитывая специфику пружинной стали. Соотношение сторон сечения исходной заготовки позволяет получить в задающей клети - одной или максимум двух подкат необходимого сечения для планетарной клети путем редуцирования заготовки по ширине. The choice of the initial cross-section of a strip of continuous cast billet is dictated by the parameters of the final product and, moreover, such a cross-section is favorable from the point of view of quick and at the same time high-quality crystallization of the ingot, the possibility of casting to the level, and the reduction in the length of the most dangerous section from the point of view of breaking the ingot crust completely solidified by the core, provides sufficient metal working during further compression, subject to optimal conditions, taking into account the specifics of spring steel . The ratio of the sides of the cross section of the initial workpiece allows you to get in the master stand - one or a maximum of two rolls of the necessary section for the planetary stand by reducing the workpiece in width.
Задающие клети перед планетарной клетью играют также роль демпфера, поглощающего вибрационные осевые усилия, возникающие при планетарной прокатке ввиду дискретного режима деформаций в ней, так что эти вибрации не достигают зоны непрерывной разливки, где они могли бы неблагоприятно сказаться на режиме непрерывной разливки и качестве слитка. The master stands in front of the planetary stand also play the role of a damper absorbing the axial vibrational forces arising from planetary rolling due to the discrete mode of deformation in it, so that these vibrations do not reach the continuous casting zone, where they could adversely affect the continuous casting mode and the quality of the ingot.
Особенностью процесса планетарной прокатки является связанное с высокими обжатиями тепловыделение, позволяющее не только сохранять нужную температуру на выходе из планетарной клети по сравнению с температурой на входе, но и обеспечить ее возрастание на 20 - 50oC, несмотря на малую скорость прокатки. Это позволяет, во-первых, более рационально использовать тепло предыдущей стадии обработки, не перегревать избыточно металл перед планетарной прокаткой, во-вторых, вести эту прокатку в весьма узком температурном интервале, попутно существенно снижая или исключая обезуглероживание стали, что благоприятно сказывается на качестве получаемой полосы (и в дальнейшем изделия). Исследования показали, что если задавать заготовку из пружинных сталей в планетарную клеть при температуре 920 - 970oC, этого достаточно как для поддержания температурного интервала планетарной прокатки и последующего калибровочного прохода, так и для обеспечения нужной по условиям контролируемой прокатки температуры конца прокатки. Из этого условия определяется режим индукционного подогрева.A feature of the planetary rolling process is the heat release associated with high reductions, which allows not only to maintain the desired temperature at the exit of the planetary stand compared to the inlet temperature, but also to ensure its increase by 20-50 ° C, despite the low rolling speed. This allows, firstly, to more rationally use the heat of the previous stage of processing, not to overheat the metal excessively before planetary rolling, and secondly, to carry out this rolling in a very narrow temperature range, simultaneously substantially reducing or eliminating decarburization of steel, which favorably affects the quality of steel stripes (and further products). Studies have shown that if you set a billet of spring steels in a planetary stand at a temperature of 920 - 970 o C, this is enough to maintain the temperature range of the planetary rolling and subsequent calibration pass, and to provide the temperature necessary for controlled rolling at the end of rolling. From this condition, the mode of induction heating is determined.
В задающей клети (или в двух задающих клетях) заготовку редуцируют по ширине за один (или два) прохода до ширины 64 - 66 мм, этот размер определяется конструкцией получаемого из полосы изделия. При этом необходимая вытяжка в пределах 1,2 - 1,25 без труда обеспечивается за указанное количество проходов. In the master stand (or in two master stands), the workpiece is reduced in width in one (or two) passes to a width of 64 - 66 mm, this size is determined by the design obtained from the product strip. At the same time, the required hood within 1.2 - 1.25 is easily provided for the specified number of passes.
При редуцировании бочкам вертикальных валков задающих клетей придают вогнутую форму, обеспечивающую получение боковых граней выпуклой формы. Это целесообразно делать потому, что при планетарной прокатке, за счет локализации зоны деформации каждым планетарным валком по глубине в приповерхностном слое заготовки, возникает искажение формы боковых граней в направлении их вогнутости (за счет уширения приповерхностных слоев). Предварительное придание боковым граням выпуклой формы компенсирует это нежелательное последствие, в результате боковые грани заготовки получают форму, близкую к правильной плоской. When reducing the barrels of the vertical rolls of the master stands give a concave shape, providing lateral faces of a convex shape. It is advisable to do this because during planetary rolling, due to the localization of the deformation zone by each planetary roll in depth in the near-surface layer of the workpiece, distortion of the shape of the side faces in the direction of their concavity occurs (due to the broadening of the surface layers). Preliminarily convexing the lateral faces to compensate for this undesirable consequence, as a result, the lateral faces of the workpiece receive a shape close to a regular flat one.
При подаче плоской заготовки в планетарную клеть в момент входа планетарного валка в контакт с заготовкой сразу по всей ее ширине возникает ударная нагрузка. Для снижения нежелательных последствий такой ударной нагрузки целесообразно предварительно формировать на верхней и нижней гранях заготовки двойные выпуклости. Опираясь на валки этими выпуклостями, заготовка достаточно жестко фиксируется в зеве валков, в то же время площадь первоначального контакта и ударная нагрузка на валок и заготовку существенно уменьшаются. Указанные выпуклости можно формировать на разных этапах технологической цепочки: непосредственно в кристаллизаторе, у которого полость имеет соответствующую форму; либо под кристаллизатором, на участке неполного затвердевания слитка путем деформации корочки слитка тянущими роликами, имеющими соответствующую профилировку; либо, наконец, при редуцировании заготовки по ширине в задающих клетях, при этом наплывы на границах широких граней заготовки возникают как следствие ограниченного проникновения деформации в направлении к средней зоне сечения, ее локализации в прикромочных зонах. В последнем случае, для создания условий свободного образования наплывов необходимо применять гладкие вертикальные валки в задающей клети. При небольшой ширине редуцируемой полосы отсутствие удерживающих калибров, обычно применяемых при редуцировании, не отразится на устойчивости полосы и ее качестве, а точнее отразится в нужную сторону, т.к. обычно нежелательные наплывы в нашем случае как раз используются целесообразно. When a flat workpiece is fed into the planetary stand at the moment the planetary roll enters into contact with the workpiece, an impact load arises immediately over its entire width. To reduce the undesirable consequences of such an impact load, it is advisable to pre-form double convexities on the upper and lower faces of the workpiece. Relying on the rolls with these bulges, the workpiece is rigidly fixed enough in the throat of the rolls, at the same time, the initial contact area and the impact load on the roll and the workpiece are significantly reduced. These bulges can be formed at different stages of the technological chain: directly in the mold, in which the cavity has an appropriate shape; either under the mold, in the area of incomplete solidification of the ingot by deformation of the crust of the ingot by pulling rollers having the corresponding profiling; or, finally, when reducing the workpiece in width in the master stands, the sagging at the boundaries of the wide faces of the workpiece arises as a result of the limited penetration of deformation towards the middle section zone, its localization in the marginal zones. In the latter case, in order to create conditions for free sagging, it is necessary to use smooth vertical rolls in the master stand. With a small width of the reduced strip, the absence of holding gauges, usually used in reduction, will not affect the stability of the strip and its quality, or rather it will be reflected in the right direction, because usually unwanted influxes in our case are just used expediently.
В планетарной клети, при сравнительно небольшой для этого типа клетей вытяжке (6,5 - 7,5), получается на выходе практически толщина, уже близкая к конечной. Для получения окончательной толщины (8 мм) достаточно одного калибровочного прохода с вытяжкой 1,05 - 1,06. Это означает, что прокатный передел фактически ограничивается участком планетарной прокатки, а это благоприятно отражается на сохранении тепла заготовкой, используемого в дальнейшем переделе. In a planetary stand, with a relatively small hood (6.5 - 7.5) for this type of stands, the output yields almost a thickness that is already close to the final one. To obtain the final thickness (8 mm), one calibration pass with a hood of 1.05 - 1.06 is enough. This means that the rolling redistribution is actually limited to the planetary rolling section, and this favorably affects the heat storage by the billet used in the further redistribution.
Последний калибровочный проход осуществляют в режиме контролируемой прокатки, т. е. с поддержанием заданной температуры полосы. При этом возможные отклонения этой температуры от заданного диапазона (900 - 820oC) могут корректироваться посредством регулирования в планетарной клети величины подачи на один планетарный валок. Как уже указывалось, процесс планетарной прокатки специфичен по тепловому режиму: значительные вытяжки приводят к выделению тепла. При этом тепловой режим зависит от величины подачи на валок, т.е. в конечном счете от скорости деформации. Это обстоятельство и позволяет использовать величину подачи для воздействия на температуру.The last calibration pass is carried out in a controlled rolling mode, i.e., maintaining a predetermined strip temperature. In this case, possible deviations of this temperature from a predetermined range (900 - 820 o C) can be corrected by adjusting the feed rate per planetary roll in a planetary stand. As already mentioned, the planetary rolling process is specific in thermal regime: significant exhausts lead to heat generation. In this case, the thermal regime depends on the feed rate to the roll, i.e. ultimately on strain rate. This circumstance makes it possible to use the feed rate for influencing the temperature.
Незначительный подогрев на ходу готовой полосы (на 50 - 100oC) индукционным или электроконтактным методом создает условия для сохранения запаса тепла для последующих операций. Оба эти метода являются достаточно скоростными (что при небольшом уровне подогрева предопределяет малую протяженность соответствующих нагревательных устройств) и в то же время гарантируют отсутствие вторичного окисления, а также и обезуглероживания поверхностного слоя металла, что при других методах нагрева является серьезным недостатком.A slight heating on the go of the finished strip (at 50 - 100 o C) by induction or electric contact method creates the conditions for maintaining the heat reserve for subsequent operations. Both of these methods are quite fast (which, with a small level of heating, predetermines the short extent of the corresponding heating devices) and at the same time guarantee the absence of secondary oxidation, as well as decarburization of the surface layer of the metal, which is a serious drawback with other heating methods.
Подогретая полоса аккумулируется в петлю, чтобы дать возможность ее периодической остановки и реза на заданные отрезки, длина которых определяется длиной развертки готового изделия. Одновременно с этим отрезки полосы перфорируются на том же прессе, который осуществляет рез, а затем на втором гибочном прессе из них формируют в горячем состоянии пружинные скрепления для рельсов. И хотя последние операции являются дискретными, т.е. производятся со штучными заготовками, они не нарушают поточного характера всего процесса, поскольку ведутся с заданной производительностью потока (для выполнения этого условия достаточно установить две линии гибочных прессов параллельно) и с предшествующего нагрева в потоке. Более того, вышедшие из пресса готовые изделия подвергают закалке с того же нагрева, т.к. температура изделия после его гибки позволяет не производить специальный нагрев под закалку и осуществлять последнюю в потоке. Это одно из дополнительных преимуществ технологии, позволяющее сохранить высокую производительность потока (что, как уже говорилось, существенно для массового производства) и обеспечить хорошие энергосберегающие показатели процесса. Для уменьшения внутренних напряжений и повышения вязкости материала пружинное скрепление после закалки подвергают отпуску и динамическому старению. Возможна также дальнейшая очистка пружинного скрепления и поверхностное упрочнение с помощью дробеструйной обработки. The heated strip is accumulated in the loop to enable its periodic stopping and cutting into predetermined segments, the length of which is determined by the scan length of the finished product. At the same time, the strip sections are perforated on the same press that performs the cut, and then on the second bending press, spring fastenings for the rails are formed from them in the hot state. And although the latest operations are discrete, i.e. are made with piece blanks, they do not violate the flow character of the whole process, since they are carried out with a given flow rate (to fulfill this condition, it is enough to install two lines of bending presses in parallel) and from the previous heating in the stream. Moreover, finished products that have come out of the press are quenched with the same heating, because the temperature of the product after it is bent allows not to produce special heating for hardening and to carry out the latter in the stream. This is one of the additional advantages of the technology, which allows maintaining a high flow rate (which, as already mentioned, is essential for mass production) and ensuring good energy-saving process performance. To reduce internal stresses and increase the viscosity of the material, the spring bond after quenching is subjected to tempering and dynamic aging. Further cleaning of the spring bond and surface hardening by shot peening is also possible.
Весь процесс (включая закалку) занимает около 10 - 12 мин на один цикл. The whole process (including quenching) takes about 10 to 12 minutes per cycle.
На чертеже показана конструкция пружинного скрепления, получаемого на выходе процесса. The drawing shows the design of the spring bond obtained at the output of the process.
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
Для стали марки 60С2Н2 непрерывную разливку после выплавки вели в заготовку сечением 60 х 80 мм под уровень зеркала металла с применением стакана-дозатора. При определенных режимах раскисления металла, обеспечивающих высокую жидкотекучесть, получена практически полностью столбчатая структура металла с очень узкой приповерхностной зоной мелких равноосных кристаллов. В осевой зоне имелась небольшая пористость, которая практически полностью ликвидировалась при дальнейшей планетарной прокатке. В процессе разливки кристаллизатору придавалось осевое качательное движение с частотой 140 1/мин при амплитуде 5 мм. Длина кристаллизатора 700 мм, толщина стенки 45 мм, радиус изгиба 3 м. В зоне вторичного охлаждения каждая грань заготовки охлаждается с помощью водораспыливающих форсунок. For steel grade 60С2Н2, continuous casting after smelting was carried out in a billet with a cross section of 60 x 80 mm under the level of the metal mirror using a metering cup. Under certain conditions of metal deoxidation, providing high fluidity, an almost completely columnar metal structure with a very narrow near-surface zone of small equiaxed crystals is obtained. In the axial zone, there was a small porosity, which was almost completely eliminated during further planetary rolling. During casting, the mold was given axial oscillating motion with a frequency of 140 1 / min at an amplitude of 5 mm. The length of the mold is 700 mm, the wall thickness is 45 mm, and the bend radius is 3 m. In the secondary cooling zone, each face of the workpiece is cooled using water-spray nozzles.
Рабочая скорость разливки составляет 2,8 м/мин. Масса плавки - 1 т. Затем заготовка разгибается, правится, у нее отрезают передний конец и в горизонтальном положении заготовку подают в индукторы с целью выравнивания ее температуры по сечению и, при необходимости (в случае переохлаждения), дополнительного подогрева. Температура заготовки на входе в задающую клеть для этой марки стали составляла 950oC. В задающей клети заготовка редуцировалась по ширине до размера 65 мм (вытяжка 1,23) в гладких вертикальных валках. При этом по краям широких граней заготовки (верхней и нижней) образовались наплывы высотой 1,5 мм и шириной 6 мм. Вертикальные валки задающей клети имели вогнутый профиль бочки со стрелой прогиба 12 мм, вследствие чего боковые грани заготовки после задающей клети приобрели выпуклую форму с той же стрелой прогиба. Далее в планетарной клети типа Сендаимир заготовку обжимали с вытяжкой 7 в полосу толщиной 8,5 мм. При этом боковые грани заготовки приняли форму, близкую к плоской, а наплывы на широких гранях были раскатаны, сыграв свою положительную роль на входе в клеть, где они смягчали удары валков о заготовку при входе в контакт. Сразу за планетарной клетью, откуда полоса выходила со скоростью 0,4 м/с (при скорости разливки 2,8 м/мин), полосу обжимали с вытяжкой 1,06 до толщины 8 мм, при этом температура конца прокатки составила 880oC. После калибровочной клети полосу пропускали через индуктор, где она подогревалась до 1000oC и поступала в петлевой аккумулятор-термостат. На выходе из аккумулятора тянущими роликами полоса периодически останавливалась после того, как заданная длина полосы подавалась в делительно-перфорационный пресс. После остановки и включения пресса отрезалась от полосы заданная длина и одновременно в полосе пробивались отверстия (их назначение - для крепления изделия при эксплуатации посредством болтов). После делительно-перфорационного пресса отрезки полосы стрелкой раздавались на два параллельных потока, на каждом из которых установлен гибочный пресс. В этих прессах отрезки полосы гнули в пружинные скрепления для рельсов (см. чертеж). Температура изделий на выходе из этих прессов составляла 930oC, при подаче к участку закалки она снизилась еще до 870oC, и с такой температуры производилась в потоке закалка с помощью воздушно-водяных форсунок. Затем изделие подвергалось отпуску с нагревом до 520oC и динамическому старению.The casting working speed is 2.8 m / min. The melting mass is 1 t. Then the billet is unbent, straightened, the front end is cut off from it and in the horizontal position the billet is fed to the inductors in order to equalize its temperature over the cross section and, if necessary (in case of overcooling), additional heating. The temperature of the workpiece at the entrance to the master stand for this steel grade was 950 o C. In the master stand, the workpiece was reduced in width to a size of 65 mm (hood 1.23) in smooth vertical rolls. At the same time, along the edges of the wide faces of the workpiece (upper and lower) sagging formed 1.5 mm high and 6 mm wide. The vertical rolls of the defining stand had a concave profile of the barrel with a deflection arrow of 12 mm, as a result of which the side faces of the workpiece after the defining stand acquired a convex shape with the same deflection arrow. Further, in a planetary stand of the Sendimir type, the workpiece was crimped with a hood 7 into a strip with a thickness of 8.5 mm. At the same time, the lateral faces of the workpiece took on a nearly flat shape, and the influxes on wide faces were rolled out, playing their positive role at the entrance to the cage, where they softened the impacts of the rolls on the workpiece upon entering contact. Immediately after the planetary stand, from where the strip exited at a speed of 0.4 m / s (at a casting speed of 2.8 m / min), the strip was pressed with an exhaust hood of 1.06 to a thickness of 8 mm, while the temperature of the end of rolling was 880 o C. After the calibration stand, the strip was passed through an inductor, where it was heated to 1000 ° C and entered the loop thermostat. At the outlet of the battery by pulling rollers, the strip periodically stopped after the predetermined strip length was supplied to the dividing-perforating press. After stopping and turning on the press, the set length was cut off from the strip and holes were punched at the same time (their purpose is to fasten the product during operation by means of bolts). After the dividing-perforating press, the strip segments were distributed by an arrow into two parallel flows, on each of which a bending press was installed. In these presses, sections of the strip bent into spring fastenings for rails (see drawing). The temperature of the products at the outlet of these presses was 930 o C, when supplied to the hardening area, it decreased even to 870 o C, and from this temperature quenching was carried out in the stream using air-water nozzles. Then the product was subjected to tempering with heating to 520 o C and dynamic aging.
Контроль полосы после прокатки в планетарной клети и в калибровочной клети показал, что металл имеет плотную, бездефектную макроструктуру, которая по всем пяти параметрам (центральная пористость, точечная неоднородность, центральная ликвация, краевая ликвация, ликвационный квадрат) оценена нулевым баллом, что при норме ТУ не более 2-го балла свидетельствует о высокой степени однородности металла катанки. Металлографический контроль показал, что по всем видам включений (оксиды, сульфиды, силикаты, нитриды) содержание находится в допустимый пределах на уровне 0,5 - 1,5 балла. Установлена также высокая однородность свойств по длине опытного рулона (образцы брались через каждые 35 м). Содержание углерода также стабильно по длине опытного рулона и максимально отклоняется от маркировочного не более чем на 0,04%. The control of the strip after rolling in the planetary stand and in the calibration stand showed that the metal has a dense, defect-free macrostructure, which is rated zero by all five parameters (central porosity, point heterogeneity, central segregation, edge segregation, segregation square), which is normal no more than 2 points indicates a high degree of homogeneity of the wire rod metal. Metallographic control showed that for all types of inclusions (oxides, sulfides, silicates, nitrides), the content is within the permissible range of 0.5 - 1.5 points. A high uniformity of properties along the length of the experimental roll was also established (samples were taken every 35 m). The carbon content is also stable along the length of the test roll and deviates as much as possible from the marking by no more than 0.04%.
Соответственно готовое изделие (скрепление) после термообработки имело твердость H - 49, отбраковки по обезуглероживанию не было. Испытание готового скрепления показало его соответствие всем установленным требованиям. Accordingly, the finished product (bonding) after heat treatment had a hardness of H - 49; there was no rejection for decarburization. Testing the finished bond showed its compliance with all established requirements.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97106120A RU2128559C1 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Method for making strip of springy steels and treating it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97106120A RU2128559C1 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Method for making strip of springy steels and treating it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2128559C1 true RU2128559C1 (en) | 1999-04-10 |
| RU97106120A RU97106120A (en) | 1999-05-20 |
Family
ID=20192005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97106120A RU2128559C1 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Method for making strip of springy steels and treating it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2128559C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180277C1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Техносталь-Инвест" | Method for flow-line production of rolled steel small bars for subsequent working them |
| RU2281820C2 (en) * | 2004-10-15 | 2006-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "А и М инжиниринг" | Steel strip forming and further working process |
| RU2520302C2 (en) * | 2009-04-09 | 2014-06-20 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method and device for preparation of material for hot rolling |
-
1997
- 1997-04-15 RU RU97106120A patent/RU2128559C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WO, заявка 89/11363, кл. B 21 B 1/46, 1989, * |
| Целиков А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов. - М.: Металлургия, 1972, с. 155 - 156, рис. 60. Металлург, 1995, N 6, с. 33 - 34. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180277C1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Техносталь-Инвест" | Method for flow-line production of rolled steel small bars for subsequent working them |
| RU2281820C2 (en) * | 2004-10-15 | 2006-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "А и М инжиниринг" | Steel strip forming and further working process |
| RU2520302C2 (en) * | 2009-04-09 | 2014-06-20 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method and device for preparation of material for hot rolling |
| US8950227B2 (en) | 2009-04-09 | 2015-02-10 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Method and device for preparing hot-rolling stock |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4885041A (en) | Method for the manufacture of formable steel strip | |
| AU675099B2 (en) | Process for the production of a strip, a pre-strip or a slab | |
| CN1103647C (en) | Method and apparatus for manufacturing hot-rolled steel strip | |
| KR101282163B1 (en) | Method and device for continuously producing a thin metal strip | |
| RU2294386C2 (en) | Method of manufacture of the steel strip | |
| US8408035B2 (en) | Method of and apparatus for hot rolling a thin silicon-steel workpiece into sheet steel | |
| CN101293259A (en) | Method for producing variable-specification/constant-specification ultrathin hot-rolled strip steel by adopting semi-endless technology | |
| RU2491356C1 (en) | Method and device for production of microalloy steel, in particular, pipe steel | |
| CN109922904B (en) | Casting-rolling-cladding plant and method for continuously producing hot-rolled finished strip | |
| CN1281394A (en) | Process and device for producing ferritically rolled steel strip | |
| KR20050042260A (en) | Process and production line for manufacturing ultrathin hot rolled strips based on the thin slab technique | |
| EP1868748A1 (en) | Process and system for manufacturing metal strips and sheets without solution of continuity between continuous casting and rolling | |
| CN1192170A (en) | High speed thin slab production equipment | |
| CN111872149B (en) | ESP-based dynamic variable rule slab performance gradient distribution forming method | |
| KR20080025671A (en) | Method and plant for manufacturing steel sheet without interruption | |
| RU2128559C1 (en) | Method for making strip of springy steels and treating it | |
| RU2180277C1 (en) | Method for flow-line production of rolled steel small bars for subsequent working them | |
| RU2092257C1 (en) | Method of flow production of spring steel rod and subsequently working it | |
| MX2008009949A (en) | Method and casting/rolling plant for the production of hot-rolled metallic strips, especially steel strips, having great surface quality. | |
| CN103480649B (en) | A kind of Direct Rolling produces the method for long profiles | |
| CN1475314A (en) | A processing method without heating during continuous casting and continuous rolling of strip steel | |
| JP3798176B2 (en) | Manufacturing method of grooved linear guide material by cold rolling | |
| CN212442554U (en) | Near-net shape rail-shaped blank short-flow continuous casting and rolling production system | |
| RU2281819C2 (en) | Round rolled product making method | |
| RU97106120A (en) | METHOD FOR PRODUCING A STRIP FROM SPRING STEELS AND ITS FURTHER PROCESSING |