автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства катанки широкого марочного сортамента на высокоскоростных станах

,'9 (и'з"!

ШПШТОГОРСКИЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШШ ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ии Л'. И. НОСОВА

На правах рукописи

ЕМЧЕНКО ВЛАДИМИР СТЕПАНОВИЧ

УДК 621.771.252:658(043)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТШОЛОШ1 ПРОИЗВОДСТВА КАТАНКИ ШИРОКОГО МАРОЧНОГО СОРТАШТА НА ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СТАНАХ

05.16.05 - "Обработка металлов давлением"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации в форыз научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 1,990

Работа выполнена иа Белорецком металлургической комбинате

Научный руководитель - профессор, доктор технических наук

Гун Г.С.

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук,

заслуженный деятель науки и техники РСФСР Смирнов В.К., кандидат технических наук Литвах A.M.

Ведущее предприятие - Магнитогорский металлургический комбинат, г.Магнитогорск

/ ^ ч

Защита состоится 1990 года ъ у ^ час.

V ' - '

на заседании специализированного Совета К063.04.01 в Магнитогорском ордена Трудового Красного Знамени горно-моталлургичо-ском институте (456000, г.Магнитогорск, пр.Ленина, -38).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского горно-металлургического института.

Автореферат разослан н

года

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, доцент

¿{(с /В.Н.Селиванов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ-' -т'4И"Т!. I. Актуальность проблемы

Развитие прокатного производства предусматривает .topeiwoo улучшение качества катанки, являющейся основным сырьем для изготовления метизов различного назначения, а также увеличение объема ее производства.

Достижение проектных показателей качества продукции и производительности новых станов, оборудованных чистовыми блока-ыи м линиями двухстадийного охлаждения связано с рядом трудностей, которые наиболее полно проявились при освоении стана 150 Белорецкого металлургического комбината, первого я отечественной металлургической протяженности проволочного стана нового поколения.

Повышение в 2-3 раза скорости прокатки по сравнении с действующими отечественными станами, применение принципиально нового оборудования, изменение компоновки станов, расширение сортамента и повшение требований к качеству катанки, определяющей в значительной мере качество метизов, требуют решения ряда новых технологических и организационно-технических задач по обеспечению интенсивного, устойчивого производства высококачественной продукции.

Первый отечественный опыт освоения таких станов показал, что необходимо уделять особое внимание', вопросам совершенствования технологии при производстве катанки широкого марочного и размерного сортамента; высокого качества продукции, гарантированного технологией; выявления резервов производства, снижения расхода металла, энергоресурсов, обеспечения устойчивой работы оборудования пря максимальной загрузке станов.

Поэтому совершенствование технологии производства катанки на высокоскоростных станах, использование полученного опыта и технических решений при реконструкции действующих проволочных станов в отрасли, намеченной на период до 2005 года, является ак^ туальной научно-технической задачей.

1.2. Цель и задачи работы

Целью диссертации является разработка и внедрение режимов нагрева, непрерывной прокатки и охлаждения, обеспечивающих повышение качества катанки различного назначения, интенсификации процесса и снижение затрат на ее производство.

Для достижения указанной целя поставлены и решены следующие задачи:

- разработаны режимы нагрева заготовки, прокатки катанки и калибровки валков непрерывного стана, обеспечивающие повышение скорости прокатки и устойчивость технологии производства катан ки широкого марочного сортамента из заготовок различного сечен

- теоретически и экспериментально исследована деформация металла в чистовых блоках, предложена рациональная схема прокатки катанки различных диаметров, скорректирована калибровка валков, что обеспечило получение высокоточной катанки широкого нарочно го сортамента при повышенных скоростях прокатки в чистовых блоках;

- исследованы параметры прокатки, энергозатраты и качество катанки при различных температурах нагрева заготовок, разработана и внедрена технология производства катанки основного марочного сортамента стана 150 БЫК при пониженных температурах нагрева заготовок, определены пути реализации на высокоскоростных станах процесса контролируемой прокатки катанки;

- экспериментально исследовано влияи:п рая/ичнух те»'олсгичэскях факторов на структуру и свойства, разработаны рекикы дву/стадийного охла*денк<* катакси из канатных, подшипниковых, инструментальных, рессорно-пружишшх, коррозиоинострйких и других легированных и специальных сталэй, обеспечивчюстх заданные свойства и структуру катанки.

1.3. Научная новизна

Определены условия, обеспечивающее усто^чиаость технологического процесса производства катании широкого марочного сортамента, что дало возможность разработать и внедрить универсальную калибровку валков я обжимной, черновой и промежуточных группах стана.

Экспериментально исследована эффективность деформации в высокоскоростном чистовой блоке и возможности уменьшения относительного изменения сечения подката при прокатке различных марок ста-лой, установлены условия инициального и равномерного износа валков. С учетом особенностей деформации при высокоскоростной прокатке и общего привода клетей разработана методика расчета натяжений в мекклетевых промежутках блока, что позволило на стадии проектирования последующих блоков уточнить конструктивные параметры и выбрать оптимальные передаточные отношения между клетями блоков, обеспечивающие минимальный и равномерный уровень натяжений в блоке. ■

. Установлены закономерности изменения температуры прокатки и нагрузок вдоль линии высокоскоростного стана, экспериментально определены затраты энергии на нагрев и деформации! металла при р&йличных температурах нагрева заготовок и влияние температуры нагрева нэ. угар металла а пзчи и качество катанки. Разработана анерго- и ресурсосберегающая технология производства катанки широкого марочного сортамента на стане 150 ШК.

- 3 -

Определено влияние различных факторов на механические свойства и структуру, рэаработанн режимы высокоэффективного двухста-дийиого охлаждения катанки иирокого марочного ссртамеята.

1.4. Практическая значкиость

Полученные результата обеспечивают интенсификацию процесса производства высококачественной катанки широкого марочного сортамента на станах косого типа, оборудованных чистовьми блоками »5 линиями двухстэдийного охлаждения. Установлены рациональные технологические режика для производства к&тлдаи высокой точности и широкого иарочногс ссфтемента, разработаны и внедрены » промежуточных группах оптимельние скоростные режимы и устройства для их поддержания (аэтсрское свидетельство СССР 1036561, 1229720). Риз-раСотемя и внедрена универсальная калиброзка клетеЯ непрарышых групп и чистового блоке.

На основании исследований определены и внедрены режиш двух-стидиЯного охла-дяения катанки широкого «арочного состава и устройства длч их реализации (ааторскоэ свидетельство СССР 8201)41; 1013496; 1355637; 1002371; 1010142; 1294406).

Впервые, в отечественной практике на современном непрерывном проволочном станс разработана и реализована ресурсосберегающая технология производства катанки с пониженной температурой нагреаа, что позволило существенно снизить окалинообразовакие при нагреае, обезуг.черожетюсть готовой катанки и сократить удельный расход природного газь.

Использование результатов работ автора позволило влер&ые в отрасли обеспечить на стане 150 БЖ устойчивое производство катанки с высокой точностью размеров (+0,2 мм), требуемыми механическими свойствами и микроструктурой, равномерной по сечениг. и длинз бунта, а также на 12-15$ повысить проектные скорости прокатки,

- 4 -

десрочно освоить проектную мощность ctx:¿ обоспечить прирост объемов проката на 18% к проектной мощности.

Экономическая эффективность внедрения результатов работы бо~ iee 2,2 млн.рублей, доля личного вклада автора - около 200 тыо. >ублей.

Результаты научно-исследовательских работ, опыт освоения ¡тана 150 БМК использованы при реконструкции проволочного стана [ереповецкого металлургического комбината и освоении станов 120/150 Белорусского и Молдавского металлургических заводов, а ■акже при разработке комплексной программы модернизации оборудо-1ания и совершенствования технологии производства катанки на [роволочных станах отрасли на период до 2005 года.

1.5. Апробация работы

Представленные к защите материалы являются результатом цикла абот, проведенных на БМК лично автором и под его руководством отрудникани комбината, ИЧМ, НШспецсталь. Автором осуществлены остановка задач исследования, разработка инженерных решений, роработка основных теоретических положений, экспериментальные сследования на реальных объектах, настройка оборудования и орга-изация производства высококачественной катанки. Исследования собенностей деформации в высокоскоростных чистовых блоках выпол-ены совместно с коллективом сотрудников Института черной метал-ургии под руководством канд.техн.наук А.А.Горбачева.

Материалы работы доложены и обсуждены: На научных семинарах прокатных отделов Института черной металлургии МЧМ СССР, Днепропетровск, 1981 - 1989 гг. На симпозиуме фирмы СКЕТ, ГДР "Прокатное производство", Москва, 1985г.

На прокатной секции ученого Совета Института черной металлургии

- 5 -

МЧМ СССР, Днепропетровск, 1988г.

- На техническом совете Белорецкого металлургического комбината. Болореци, 1987г., 1909г.

- На прокатной секции Научно-технического совета Министерства металлургии СССР, Череповец, 1939г.

- На объединенном научном семинаре кафедр ОМД, ТМиШ, ОПиКМ и отраслевой лаборатории прокатного производства Магнитогорского горно-металлургического института, Магнитогорск, 1989г.

По теме работы опубликовано 10 статей, имеется 9 авторских свидетельств СССР и три решения о вьдааче авторских свидетельств.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для обеспечения стабильной высокоскоростной прокатки и получения катанки с качественными показателями, существенно повышающими эффективность ее переработки в сталепроволочных цехах и качество готовых метизных изделий, требовалось изучение влияния различных факторов на устойчивость температурно-скоростных и деформационных режимов прокатки, особенно в высокоскоростных чистовых блоках,.сталей и сплавов, резко различающихся по свойствам, а также условий двухстадийного охлаждения катанки различного назначения.

Выполнено математическое моделирование температурно-скоростных, деформационных и энергосиловых параметров прокатки в обжимной, черновой и промежуточной группах стана 150 БМК для различных диаметров, марок сталей и скоростей прокатки. Экспериментально исследовано распределение температуры и заполнение калибров металлом при прокатке с различными температурами и скоростями. С учетом особенностей планировки.и оборудования стана 150, не имеющих аналогов в мировой практике, для проектного марочного сорта- 6 -

мента рассчитано распределение теиператуза металла вдоль линии стана, обеспечивающее рациональное использование прочностных и усталостных резервов оборудования и необходимые температуры подката перед блоками.

Для обеспечения требуемых температурных параметров прокатки разработаны и внедрены режимы нагрева заготовок. Для реализации этих режимов изменены конструкции горелок, увеличены зазоры между балками, усовершенствованы механизмы задачи заготовок из печи с шагающим г.одом (авторское свидетельство СССР IОбе579). Реконструирован ряд узлов роликовой лечи.

На основании теоретических расчетов и экспериментальных исследований, а также использования рекомендаций З.К.Смирнова, В.А.Шилова и й.В, Инатовича по рационализации калибровок сортодых станов разработана универсальная калиброзка валков непрерывных групп, обеспечивающая оптимальные условия деформации заготовок из канатнмх, конструкционных, инструментальных, пружинных, подшипниковых, коррозионностойких и других легированных сталей с точки зрения уменьшения образования поверхностных дефектов, равномерности распределения обезуглероженного слоя по периметру катанки, уменьшения частоты перевалок валков и устранения неравномерности загрузки клетей.

По сравнению с проектной калибровкой ящичные калибры в клетях I и 7 заменены гладкой бочкой, уменьшена глубина вреза и ширина калибров клетей 2-6, введена дополнительная кантовка в черновой группе, в II и 13 клетях черновой группы вместо квадратных калибров применены ребровые овалы и т.д. Разработанная калибровка обеспечила надежный захват и устойчивость процесса непрерывной прокатки заготовки различного исходного сечения, а диапазоне от квадрата 150x150 мм до прямоугольного сечения 200x210 мм. Экспериментально определено влияние различных групп стана 150 на

- 7 -

р&зноширннность раската перед блоком. Наиболее существенное влияние па атот показатель оказывает режим натяжений во второй промежуточной группе. Рассчитан, экспериментально исследован и внедрен скорректированный скоростной режим прокатки этой группы, обеспечивающий требуемую разнсширинность раската. Для обеспечения заданного натяжения разработаны устройства для регулирования скорости клетей I авторское свидетельство СССР 1035561, 1229720), которые осноганы на зависимости момента прокатки от натяжения металла, прокатываемого в данной клети. Для стабилизации сечения раската, задаваемого во вторую промежуточную группу, и исключения влияния натиения в клетях 12-1? на процесс прокатай в этой группе, между первой и второй промежуточными группами установлен . петлерегулятор.

Выполнен теоретический анализ проектной калибровки и фактического формоизменения металла в чистовом блоке. Деформацию металла в овальных и круглых калибрах блска. оценивали при помощи

т

коэффициента деформации £ сц, представляющего собой функцию коэффициента вытяжки и смещенных в направлении обжатия и уширения площадей сечения. Чем больше $ сц, тем выше эффективность деформации, а при одинаковой вытяжке изменение формы калибров, приводящее к увеличению § см, снижает энергосиловые параметры и раст ход энергии при прокатке, уменьшает возможность переполнения калибров и повшает точность катанки. Величины коэффициентов деформации при проектной калибровке находились в пределах, рекомендованных в литературе для данной системы калибровки (0,3-0,5 для круглых и 0,6-0,7 для овальных калибров), однако, для чистового блока они яаляются заниженными, поскольку не учитывают особенности прокатки з блохах: малый диаметр валков и, соответственно, «алое утаирение, наличие натяжения между клетями, высокие скорости прокатки, высокую "жесткость" клетей и ряд других факторов.

- 8 -

Исследования показали, что фактическое формоизменение металла п калибрах блока существенно отличалось от расчетного по проектной калибровке. Вытяжки в первых клетях блокоз, принятые калибровкой, оказались завышенными, реальные значения коэффициентов деформации не соответствовали расчетным. Отличались формоизменение и коэффициенты деформации и при прокатке сталей различного химического состава. Это приводило к редкой неравномерности в загрузке клетей блока, большой утяжке профиля в первых клетях, нарушению устойчивости полосы и, как следствие, к повышенным простоям стана.

Для стабилизации работы чистовых блоков потребовалось изменить калибровку валков блоков таким образом, чтобы фактичоское формоизменение металла а калибрах в наибольшей мере соответствовало заложенных« в привод блока передаточным отношением с учетом различия марочного сортамента прокатываемых сталей и неизбежного в производственных условиях изменения плоцади сечения подката на входе в блок. С этой целью разработана методика расчета межсетевых усилий с учетом особенностей высокоскоростной прокатки в блоке, что позволило скорректировать калибровку блока.

Используя основные положения теории непрерывной прокатки, изложенные в работах Н.Н.Дружинина, В.Н.Бцдрина, А.С.Федосиенко, А.П.Чехыарева, М.Д.Куцыгина, в условиях натяжений, но превышающих предела текучести раската в межкдетевых промежутках, для клетей блока I и +1 можно записать:

(+■ Кзс &с-а*п бсс-о-<.)(/1о <*-*ч + ^/г(I*п +

би+иба+о-а+а,) .Щ±й +

* 3 * ^ /

би+о-а+г) (¡¡¿-и*»);

где Зо1, $оа *П - опережение и вытяжка при свободной

прокатке в ,клетях I и ¿+1;

_ 9 -

, Ksdttj - технологические коэффициенты влияния переднего натяжения на опережение в клетях L и ¿'+-1;

з J

Ksi »' (с + о - технологические коэффициента влияния заднего натдаония на опережение в клетях i и ¿+1;

J у»

Hju(Ud ~ технологические коэффициенты влияния заднего и переднего натяжения на вытяжку в клети С -+I; Di ; D(t+r) _ диаметры валков в клетях и +1; ¿1 ■ Ld+f) - передаточные отношения от электропривода бло-

ка к валкам в клетях и ¿+1.

Записав последовательно выражение (I) для каждых двух клетей блоха и приняв, что натяжения раската перед и после блока равны нулю, получт» в общем виде систему из девяти уравнений для определения межхлетеоых усилий в блоке:

( f+So* Gi-zKjlcz +K/LLZ * бг-з^г?

¿2

..Д. м

. Ш (f+Soe бг-i + Ksz бы) ;

( f* Sog + бг-i + ffsz Grs ){jUta Зг-з ¡f'

> (2)

¿Ю

(< + ¿09 + rts<) Gg-,0 G4~9)(jUoto + Kju/o 69-ю) {¡f '

23/0

Л?

J

После некоторых упрощений система уравнений (2) решена на ЭВМ ЕС-1022, при этом технологические коэффициенты при прокатке в овальных и круглых калибрах блока приняты в соответствии с работами А.Н.Иводитова, А.А.Горбанева и Д.А.Деркача.

Разработанная методика дала возможность определить межсетевые усилия в полосе при прокатке в блоке при заданных передаточных

- 10 -

отношениях привода блока, размерах и форме калибров, диаметрах валков и межвалковых зазорах. Была решена и обратная задача -при заданном режима натяжений между клетями и фактическом формоизменении металла а овальных и круглых калибрах при высокоскоростной деформации получены значения частоты вращения валков и их соотношения между клетями блока и соответствующие им передаточные отношения от электропривода к валкам каждой клети, обеспечивающие заданный режим натяжений и равномерность загрузки клетей блока. Это позволило на стадии проектирования уточнить конструктивные параметры новых блоков, которые будут установлены при реконструкции стана 150 ЕЫК.

Теоретические расчеты и экспериментальные исследования нагрузок показали существенную неравномерность в распределении межклетевых усилий в блоке при проектной калибровке блока.

На основании определенной экспериментально фактической деформации металла в блоке и расчетов межклетевых усилий для существующего сортамента при различных возмущениях нь входе в блок я а самом блоке определены направления корректировки калибровки валков- блока. Во всех четных клетях, имеющих круглые калибры, выполнены выпуски и увеличены эксцентриситеты, в клетях 2 и 3 существенно уменьшены радиусы калибров. В клетях ~ а 3 уменьшены радиусы овалов и ширина калибров. 5 результате увеличились коэффициенты деформации а клетях, повышена равномерность заполнения овальных калибров при прокаткз различных сталей и распределения глтяжений между клетями, устранена перегрузка отдельных клетей блока и повышена устойчивость при прокатке полосы в блоке, что уменьшило простои стана.

Общая вытяжка в блоке и сечение полосы на выходе из

блока /д: зависят от сечения подката , задаваемого в блок. Чем больше сечение полосы на входе в блок, тем больше суммарная

- II--

вытяжка в блоке. Это означает, что определенная доля отклонения сеченхя подката а/о на входа в блок устраняется под действием вытягай.

Относительное изменение площади поперечного сечения готовой AFjc

на**лки —— в зависимости от относительного изменения сачения гк п

Л г о

подката на входе в блок определяется как

AFk ¿FO ¡JJ-t . ¿¿z . Mn } лF0 . JUzr Fh ~ Го ' ** " ' Ъ '

vzzjtt t ,Jj.z, -уИ.г вытяжки в клетях 1,2.., п и суммарная вытяжка в блоке, равная ;

oCt) oC.s ...оСп л сея - коэффициенты, определяющие уменькение абсолютного значения отклонения площади поперечного сечения полосы в клетях блока 1,2... л и при прокатке во всех клетях блока,

равные соответственно - Л/2.., pF/i-i и .

AFz лГп

Чем меньпе емшожитель тем в большей мере при прокат-

ке в блоке устраняется относительное изменение сечения на входе в блок а вше точность катанки. ' .

- Экспериментально путем изменения сечения подката на входе . в блок ралката из канатных, малоуглеродистых и легированных сталей определены суммарные для блока отноаения и , суммарные вытязки в блоке и построены зависимости размеров и овальности катанки от площади сечения подката.

Установлено, что средние по клетям блока отношения .

меньше единицы, поэтому увеличение числа комплектов валков при прокатке Данного диаметра катанки приводит к большему устранению относительного изменения сечения подката на входе в блок. С целью повышения точности готового профиля прокатку катанки диаметром 6,5 ш, составляющей более 70% в размерной,сортаменте стана 150, осуществляли в десяти клетях блока вместо восьми клетей

по проекту. Увеличено количество клетей и при прокатке катанки

- 12 -

диаметром 8-10 ш.

Увеличение количества клетей в блоке при прокатке катанки различных диаметров, корректировка калибровки валков блока, а также уменьшение изменения сечения подката перед блоком, достигнутое за счет внедрения разработанных скоростных и деформационных режимов прокатки в предшествующих непрерывных группах, обеспечили осзоекие с вероятности не ниже 0,95 катанки с точностью размеров +0,15 мм и овальность® не болео 0,2 т.

Исследованы энергосилозые параметры в клетях блока при различных значениях частоты вращения привода и диаметров прокатных валков, проанализированы амплитудно-частотные характеристики блока, в результате была обоснована возможность повышения скорости прокатай в блоке. Реализация данных рекомендаций дал г. возможность увеличить скорость прокатай катанки основного «арочного сортамента дкеметром 6,5 и 5,5 ж от 43 л 50 м/с по проекту соответственно до 50 и 55 м/с. Комплекс исследований выполнен автором совместно с лабораторией технологического оборудования ИЧМ под руководством А.М.Юнакева и А.А.Чернышева.

Выполнены исследования возможности внедрения на стане 150 БМК ресурсосберегающей технологии производства катанки при пониженных температурах нагрева заготовок. Экспериментально при прокатке канатных сталей марок 50-85 установлено, что понижение температуры нагрева заготовок снижает суммарную, затрачиваемую на нагрев и прокатку, энергию, окалинообразэвание при нагреве я обезуглероженность поверхности катанки. Первоначальная разность в температурах нагрева и начала прокатки заготовок уменьшается по ходу прокатки на стане. Так, при снижении температуры начала прокатки на 150°С (от II00 до 950°С) уменьшение температуры раската перед блоком составляет ликь 25-30°С. Чем ниже температура нагрева, тем меньше потери тепловой энергии, больше разогрев ке-

- 13 -

талла в процессе деформация и меньше падение температуры раската ва время прокатки на стоне. При температурах заготовок на входе в стая, лревышвицих 950°С, потери тепла при прокатке в клетях обжимной, черновой и промежуточных групп приводят к снижению температуры раската перед блоком относительно температуры начала прокатки. При температуре заготовок меньше 950°С преобладает положительный баланс тепла и температура раската перед блоком повышается. Наибольшее падение температуры раската происходит в обжимной и черновой группах стана, начиная с последних клетей первой промежуточной группы и далео по ходу прокатки происходит разогрев металла.

Теплообыенные процессы при прокатке в чистовом блоке зависят от температуры подката на входе в блок, химического состава сталей и конечной скорости прокатки. Чем выше сопротивление деформации кетглла, скорость прокатки и ниже температура подката, тем больше разогрев полосы при прокатке в блоке. Если температура подката на входе в блок провисает ЮОО°С, в блоке происходит падение температуры раската. Чем ниже температура металла на входе в блок, тем больше разогрев полосы при прокатке в блоке. В зависимости от условий прокатки (скорость прокатки, температура металла перед блоком, диаметр катанки, химический состав и др.) температура раската в чистовом блоке может повышаться на 20-9О°С. Для уменьшения температуры конца прокатки и управления свойствами металла в широких пределах, т.е. для осуществления контролируемой прокатки на современных станах, требуется охлаждение раската перед блоком, а для станов со скоростями прокатки 100 ы/с и более необходимы разработки новых конструкций блоков и схем компоновки оборудования хвостовой части станов. Расчеты с использованием математической модели процесса прокатки На стане 150 и измерения действительных нагрузок в приводных линиях Прокатных

- 14 -

клетей показали,что конструктивные параметры оборудования обеспечивают при производстве катанки основного марочного сортамента длительную эксплуатации стана без отказов при понижетигх до 950°С температурах начала прокатки, т.е. при понижении температуры нагрева на 150°С.

Исследования показали, что при сиияечии температуры нагрева заготовок на Ю0-150°С и температуры в роликовой печи на Ю0°С уменьшается потери металла в окалину при нагреве в 1,3-1,6 раза, обезуглерожегаюсть катанки в 1,3-2,0 раза, объемный расход природного газа на 13-20$, удельный расход злектроенергш« возрастает на 5-10%, суммарный расход энергии на получение одной тонны катанки уменьшается на 7-10$.

Разработанный процесс производства катанки с пониженными температурами нагрева заготовок внедрен на стане 1Ь0 при прокатке катанки основного марочного сортамента. Годовой экономический эффект составляет 170 тыс.рублей.

Определены основные требования к ковки чистовым блокам, требования учтены фирмой CKST при проектировании оборудования для реконструкции стана. Скорость прокатки катанки диаметром 5,5 мм в новых блоках будет увеличена до 100 м/с; с целью снижения неравномерности в распределении нагрузок по клетям уточнены передаточные отношения привода клетей блока; минимальная температура раската перед блоком понижена до 850°С; предусмотрено интенсивное охлаждение раската между клетями блока; внесен ряд конструктивных изменений в привод блока. Предусмотрена реконструкция линий дпух-стадийного охлаждения катанки. Осуществление контролируемой прокатки в блоке позволит получить катанку с принципиально новыми показателями качества.

Для обеспечения устойчивой работы стана и получения требуемых механических свойств модернизированы лиши двухстадийного

- 15 -

охламдения катанки. Вместо четырех по проекту на участке водяного охлаждения установили семь охлаждающих ступеней с участками выравнивания температуры по сечению катанки, что повысило равномерность структуры по сечению и исключило образование сорбита отпуска на поверхности.катанки. Для предотвращения застревания катанки модернизировали секции водяного охлаждения (авторские свидетельства СССР 101.0142, 1294406, 1002371, 1013496 , 620041). На сетчатом транспортере с определенным шагом установили ролики для поперечного перемещения витков, что повысило равномерность свойств по длине мотков (авторские свидетельства СССР 1365637, 1458049).

С использованием метода планирования эксперимента определено влияние на механические свойства и микроструктуру катанки температуры катанки после водяного охлаждения, скорости перемещения пластинчатого транспортера, диаметра катанки, марки стали, количества и поррухка включения вентиляторов. На основании исследований разработаны режимы охлаждения катанки широкого марочного сортамента. Обеспечено получение катанки из средне- и высокоуглеродистых сталей с истинным межпластиночным расстоянием 0,13-0,16 мкм, содержание в видимой структуре сорбитообразного перлита по ГОСТ 8233-56 увеличено до 60-80/5, величина действительного зерна находится в пределах 7-10 номеров по ГОСТ 5639-65 с разбегом в плавке не более трех номеров, количество структурно свободного феррита по границам зерен равно 2-20% в зависимости от массовой доли углерода в стали. Получена высокая однородность свойств по длине мотков и в партии металла, количество окалины снижено до 2-3 кг/т, при этом количество легкоудаляемого при травлении вюстита увеличено до 80-90%.

На основании проведенные исследований совместно с ИЧМ и . ВНИИметизом разработаны и введены в действие технические условия

- 16 -

ТУ 14—15-113—82 "Катанка канатная и конструкционная, охлагщвннчл двухстадийньл способом", отра-яащиа высокие качественные характеристики катанки, производимой на стане 150 ш"С. Предельная суммарная деформация такой катанки без промежуточной термообработки составляет 95-93%, по своим потребительским свойствам катанка находится на уровне лучших зарубежник образцов.

Экономическая эффективность при переработав катанки, полученной на стане 150 ШК, состг^ляет для канатных и конструкционных сталей 22.8 руб/т, подшипниковых - 23,3 руб/т, коррозионно-стойких - 68,4 руб/т.

■ оскобньш выведи

1. Разработана калибровка валков стана 150, позволяющая получить высококачественную катанку при широком марочном сортаменте и различных сечениях исходной заготовки. Исследовано влияние непрерывных групп стана на рагноширинность pf.cica'ia перед блоком, разработаны и внедрены оптимальные скоростные и деформационные режимы для получения перед блоком подката е минимальными отклонениями размеров.

2. Экспериментально исследованы формоизменение металла и нагрузки при прокатке в чистовом блоке, установлена существенная неравномерность б распределении нагрузок и заполнении калибров металлом при проектных режимах прокатки различных сталей. Разработана методика определения удельны?: натяясний мезду клет-ями блока, которая реализована при рационализации режима прокатки в блоке. Скорректированы калибропка валков и режимы прокатки, что позso/ило устранить перегрузку отдельных клетей и стабилизировать работу чистовых блоков. Повышены скорости прокатки катанки основного марочного сортамента диаметром

- 17 -

6,5-5,Ер мм до 50-55 м/с, что на 10-15^ выше проектных.

3. Теоретически и экспериментально исследовано влияние относительного изменения площади поперечного сечения подката перед блоком на выгляну в блоке, сечение и размеры катанки. Установлено, что во всем диапазоне марочного и размерного сортамента стала увеличение количества комплектов валков в блоке сникает влияние изменения площади сечения подката на размера Готового профиля. Поэтому с целью повшекия точности катанки изменена проектная ихема. прокатки катанки диаметром 6,5-10 мм - осуществлена прокатка указанных диаметров в 10-6 клетях блока. В результате увеличения количества рабочих клетей, изменения калибровки валков и режима прокатки в блоке освоено производство катанки широкого маячного сортамента высокой точности по ГОСТ 2590-71.

4. Теоретически и экспериментально исследован и Енодрен на стане 150 ЕЖ процесс производства катанки с пониженной температурой нагрева заготовок. Установлены основные закономерности изменения температурных п знергосиловых условий деформации на высокоскоростных станах, разработана математическая модель процес-

' са низкотемпературной прокатки, определены условия для осуществления контролируемой прокатки на проволочных станах.

При производстве катанки на проволочном высокоскоростном стане с пониженной исходной температурой нагрева заготовки на Ю0-150°С уменьиаются потери металла в окалину при нагреве в 1,3-1,6 раза, снижается обезуглерожешость катанки в 1,3-2,0 раза, сокращается расход природного газа на I3-2QJS, возрастает расход электроэнергии на 5-10$, суммарный расход энергии на получение одной тонны катанки уменьшается на 7-10%.

5. Исследовано влияние -".новнше технологических факторов и разработаны режимы двухстадийного охлаждения катанки широкого

- 18 -

марочного сортамента для получения заданных свойств и структуры, модернизированы линии охлаждения. Освоено массовое производство сорбитизироваиной катанки с истинным мачшластиноч-ныи расстоянием 0,13-0,16 икм и равномерным распределением структуры по сечению каталки и длине мотков. Новые качественные характеристики катанки, освоенные на стане 150, заложены п отечественную нормативно-техническую документацию.

6. Результаты работы внедрены на стане 150 BMli, экономический эффект от работы - свыше 2,2 млн.рублей, долевое участие аз-тора - 200 тыс.рублей. Результаты работы использованы при реконструкции проволочного стана Череповецкого металлургического комбината и освоении новых отечественных мелкосортно-про-волочных станов 320/150. Опыт освоения стана 150 Mi, первого отечественного стана нового типа, использован при разработке проектной документации на реконструкцию существующих непрерывных станов отрасли, предложения по о суще' явлению контролируемой прокатки учтены фирмой СКЕТ при разработке конструкции новых блоков, которые будут установлены при реконструкции стана 150..

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах:

1. Освоение производства канатной катанки диаметром 5,5 мм на проволочном стане 150. /А.Л.Горбанвз, В.С.Емченко, В.А.Роус

, и др. //Бюллетень НТИ. Ч.М. 1985, № 7, С.27-28.

2. Повышение точности катанки на проволочном стане 150. /В.С.Емченко, А.Т.Филиппов, H.H.Митцэнко и др. //Металлург, 1983,

» 5, С.27-28.

3. Освоение проволочно'го стана 150. /В.А.Кулеша, Г.П.Борисенко,

В.С.Емченко я др. //Сталь, 1984, № I.

4. Производство сорбитизироаанной катыши на, проволочных стелы;. /В.С.Емченко, Г.П.Борисенко, А.А.Горбанев н др. //Сталь,

1984, 6.

5. Реконструкция роликовой подогревательной печи стана 150. /М.А.Денисов, В.С.Еыченко, Ш.А.Б&киев и др. //Сталь, 1987, Ii 2, C.I06-I0Ö.

о. Качество катанки подоипниковой стали после двухстадийного охлаждения. /Ю.В.Яценко, В.С.Емченко, В.А.Реус и др. //Сталь,

1985, № 6.

7. Влияние размеров подката на точность катанки, /Ю.С.Чернобри-венко, В.С.Емченко, Г.П.Борисенко и др. //Отраслевой сборник научных трудов, УкрНШмет, 1982. Ь. Оптимизация режимов прокатки в высокоскоростных чистовых блоках стана 150. /В.С.Емченко, А.М.Юнаков, Д.А.Деркач и др. // Сталь, 1985, № 5, С.52-54. .9. Оценка возможности автоматического устранения дефекта исходного сечения чистовыми блоками стала 150 БМК. /Ю.С.Чернобри-венко, В.С.Еыченко, А.А.Горбанев и др. //Металлургия к коксохимия. 1983, » 80, С.36-39.

10. Усовершенствование тепловой работы и конструкции печи о шагающим подом. Д.А.Денисов, B.C.üwemco, Г.А.Михалев. // Сталь, 1988, »8, С.98-102.

11. A.c. T0I3496 СССР Устройство для охлаждения движущегося проката. /Г.П.Борисенко, С.Л.Гслосинский, В.С.Емченко и др. //БИ 1983, № 15.

12. A.c. I00237I СССР Устройство для поверхностной обработки проката. /И.Г.Узлов, О.С.Чернобривенко; В.С.Емченко и др. // ЕЙ 1983, » 9.

13. A.c. IOIOI42 СССР Способ поверхностной обработка движущегося проката. /Ю.С.Чернобрнвенко, Г.Л.Еорисенко, В.С.Ем-чвико //БИ 1983, № 13.

14. A.c. 1294406 СССР Устройство для охлаждения движущегося проката. /В.В.Лисицкий, Г.П.Борисенко, В.С.Емчонко и др. //Ш 1987, »9.

15. A.c. 1229720 СССР Устройство для регулирования скорости. /И.Б.Юнгер, В.А.Булавки, В.С.Емчешсо и др. //Ш IS86, № 17.

16. A.c. ¡035561 СССР Устройство для рзгулировалия скорости. Ю.А.Борцов, В.А.Булавин, В.С.Еычснко и др. //БИ IS83, ¡? 30.

17. A.c. 1355637 СССР Устройство для охлаждения катанки. /А.М.Юнаков, А.А.Горбанвв, В.С.Емченко и др. //БИ 1987, № 44.

18. A.c. 1458049' СССР Устройство для охлаждения катанки.

А.Ы.Юнаков, А.А.Горбанвв, В.С.Емченко и др. //БИ 1989, » 6.

19. A.c. 1068679 СССР Способ транспортирования заготовок в печи с та&гаювдм подом. /Б.М.Хилков, Н.П.Виткалов, В.С.Емченко и др. //Уралэнергочермег.

Подписано в печать 12.03.90 <2Б 15718 Формат 60x84 1/16 Бумага тип №2 Плоская печать Усл.печ.л. 1,00 Тираж 100 экз. Заказ 186 Бесплатно

455000, Магнитогорск, пр.Ленина, 38 Ротапринт ГЯЖ