Лекция 65 Тема: Технология горячей прокатки широких полос

Исходной заготовкой для широкополосных станов служат исключительно слябы, полученные либо на обжимных станах, в основном - слябингах, либо на машинах непрерывного литья заготовок. Размеры слябов в большинстве случаев находятся в пределах: толщина 100-300 мм, ширина до 2300 мм, длина до 13000 мм; масса их достигает 45 т.

Нагрев слябов осуществляется в методических печах с торцевой загрузкой и выдачей. Чаще всего стан имеет 4-5 нагревательных печей. Температура нагрева слябов зависит от химического состава стали и в большинстве случаев составляет 1150-1280⁰С. Длительность нагрева зависит от конструкции печи, толщины слябов, их химического состава и температуры при посадке в печь. Слябы легированных сталей перед нагревом всегда подвергаются осмотру и ремонту с целью удаления поверхностных дефектов, причем иногда применяется сплошная зачистка на строгальных, фрезерных или абразивных станках.

Нагретые слябы сначала поступают в вертикальный или горизонтальный черновой окалиноломатель. В вертикальном окалиноломателе, помимо взламывания окалины, калибруется ширина слябов, т.е. уменьшается их разноширинность; величина обжатия в этой клети достигает 80-100 мм (ε= 3-5%). Если установлен горизонтальный окалиноломатель, то обжатие в нем принимается до 30 мм (ε = 5-25 %).

За окалиноломателями, а также за всеми клетями черновой группы и первыми клетями чистовой группы располагаются устройства для гидросбива окалины, где на верхнюю и нижнюю поверхности проходящего раската через плоские сопла подаются струи воды под давлением не менее 10-15 МПа.

На непрерывных станах раскат последовательно проходит через все клети черновой группы с однократным обжатием в каждой.

Суммарное обжатие в клетях черновой группы составляет 70- 90 % от полного обжатия, необходимого для получения полос заданного размера. При прокатке в универсальных клетях поперечное обжатие в каждой паре вертикальных валков не превышает 20- 25 мм (ε =-1-3%).

Перед входом в клети чистовой группы производится обрезка переднего и заднего концов полосы на летучих ножницах.

Прокатка в чистовой группе клетей является наиболее сложным и ответственным звеном технологии на непрерывных станах.

В процессе прокатки полосы скорость на выходе может либо оставаться постоянной, либо изменяться по принятому рациональному закону. Выбор того или иного скоростного режима зависит от конструкции стана и размеров полосы.

Прокатка в чистовой группе ведется с натяжением между клетями, что обеспечивает устойчивое положение полосы в валках (отсутствие поперечных смещений) и снижение усилий прокатки, а также способствует выравниванию вытяжек по ширине полосы. Во всех клетях, кроме первой и последней, прокатка ведется с передним и задним натяжением; в первой клети - только с передним, в последней - только с задним натяжением (в последней клети переднее натяжение может быть создано действием моталки). Минимальное удельное натяжение, обеспечивающее устойчивый процесс прокатки, составляет примерно 5-15 % от предела текучести металла при соответствующей температуре. Но применение слишком больших натяжений также нежелательно, так как это приводит к увеличению продольной разнотолщинности полос. Последнее объясняется тем, что передние и задние концевые участки полос прокатываются вовсе без натяжения. Согласно практическим данным, при деформации низкоуглеродистых сталей удельные натяжения чаще всего находятся в пределах 2-40 МПа.

Для уменьшения износа валков, снижения усилий деформации и энергозатрат применяется технологическая смазка. Конечная структура и механические свойства прокатываемых полос существенно зависят от величины обжатия в последних клетях, температуры конца прокатки и температуры смотки в рулоны. Правильный выбор этих параметров совершенно необходим для получения продукции высокого качества.

Смотанные в рулоны полосы по конвейерам транспортируются в отделочное отделение или в цех холодной прокатки. Часть рулонов отгружается потребителю, минуя операции отделки. В листоотделочном отделении расположены агрегаты для поперечной и продольной резки полос, дрессировки, термической обработки, травления и другие. На рис. 163 показана схема современного агрегата для поперечной резки полос на листы. Кроме собственно поперечной резки, на этом агрегате выполняется в комплексе целый ряд других операций: правка, дрессировка, обрезка кромок, маркировка, взвешивание пачек листов.

Дрессировкой называется отделочная холодная прокатка с небольшим обжатием — до 3-5 %. Назначение этой операции заключается в улучшении формы (планшетности) и состояния поверхности полос, а также в некотором улучшении механических свойств. Дрессировка горячекатаных полос производится на одноклетевых станах кварто, включенных в состав агрегатов резки или расположенных отдельно.

Термической обработке подвергаются листы, к которым предъявляются повышенные требования по структуре и механическим свойствам. Наиболее часто применяется нормализация. Она осуществляется в проходных печах при 870-950⁰С с охлаждением на воздухе. В результате нормализации устраняется наклеп, остающийся при низкой температуре конца прокатки, и улучшается пластичность металла.

Часть горячекатаных листов по требованию заказчика должна поставляться без окалины на поверхности металла. В этом случае листы подвергаются травлению в растворе серной кислоты на агрегатах периодического действия. Если же объем такой продукции велик, то травление осуществляется в непрерывных травильных линиях цеха холодной прокатки.

На непрерывных широкополосных станах выпускаются полосы (листы) толщиной 1-16 мм (редко до 25 мм), шириной до 2350 мм. Производительность этих станов достигает 3-7 млн. т/год. / Технология прокатки на полунепрерывных широкополосных станах отличается от непрерывных станов лишь тем, что в черновых реверсивных клетях можно выполнять любое необходимое количество проходов. Это делает полунепрерывные станы технологически более гибкими, но снижает их производительность.

По проекту УЗТМ создан одноклетевой стан 2000 с печными моталками для прокатки полос толщиной 1-4 мм, шириной 850-1800 мм из труднодеформируемых титановых и жаропрочных сплавов. Рабочая клеть кварто имеет рабочие валки диаметром 500 мм, опорные -1400 мм; мощность привода 1100X2 кВт. Максимальная скорость прокатки 10 м/с.

Исходя из сказанного, можно отметить следующие основные достоинства станов с печными моталками: сравнительно небольшая масса оборудования и малая занимаемая площадь; гибкая технология, позволяющая легко изменять количество пропусков и величину обжатий; возможность осуществления прокатки в узком температурном интервале. К числу недостатков этих станов относятся: небольшая производительность; повышенная разнотолщинность полос (утолщенные концы); невысокое качество поверхности металла, так как все заключительные пропуски проводятся в одних и тех же валках.