CC BY
9О.В.Килишевский, В.Ю.Рубцов, Д.Е.Кавун, К.Е.Соколов
АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат»
ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ КРУГЛОГО
Аннотация. На АО «ЕВРАЗ НТМК» в цехе прокатки широкополочных балок была освоена технология по перекату круглой заготовки различных диаметров в квадратную, что позволило уменьшать остатки неликвидной продукции цеха. Технология основана на использовании чередования универсальных и двухвалковых калибров, что позволяет производить устойчивый прокат. Также заготовка, полученная данным способом, имеет ряд преимуществ по макроструктуре.
Ключевые слова: заготовка круглого сечения, заготовка квадратного сечения, цех прокатки широкополочных балок, схема прокатки, коэффициент вытяжки, макроструктура металла.
Производство проката прямоугольного сечения может осуществляться на большинстве типе станов продольной прокатки, включая листовые и сортовые. Ни для кого не секрет, что по различным технологическим причинам возможно производство некондиционной продукции. Для проката круглого сечения причинами несоответствия могут служить следующие причины:
- овальность заготовки, превышающая требования стандарта на круглое сечение;
- несоответствие макроструктуры, химического состава требованиям заказчика;
- наличие поверхностных дефектов, выходящих за пределы допусков.
В таком случае произведенной заготовке чаще всего меняют целевое назначение и отгружают по другим заказам. Иногда данное мероприятие невозможно осуществить, к примеру, трубная заготовка, круглая заготовка конструкционного назначения или заготовка для машиностроения обладают принципиальным отличием как по химическому составу, так и по требуемой предельным отклонениям, макроструктуре, загрязненности стали неметаллическими включениями, в данном случае металл за отсутствием возможности его реализации отправляется в переплавку. В настоящее время только в конструкционных заготовках используются десятки различных марок стали [1].
При этом, в настоящее время на рынке имеется ряд заказов на квадратную заготовку неответственного назначения. Для данных заготовок требования к химическому составу сгруппированы по уровню содержания углерода и легирующих элементов, жесткие ограничения по техническим требованиям отсутствуют. Именно для таких заказов можно использовать отсортированные круглые заготовки.
На универсально-балочном стане цеха прокатки широкополочных балок АО «ЕВРАЗ НТМК» возможность чередования калибров определена расположением клетей ВК1, ГУК1, ГУК2, ВК2, ГУК-3, где ВК1 - вспомогательная клеть первой группы, ГУК1 - главная универсальная клеть первой группы, ГУК2 - главная универсальная клеть 2-ой группы, ВК2 -вспомогательная клеть 2-ой группы, ГУК-3 - чистовая клеть [2].
Попытки переката круглой заготовки, была предпринята еще в 1978 году [3], а в 1989 году предложен способ переката, используя 4-х валковую систему калибров. Согласно предложенной схемы из круглой заготовки прокатка производилась в четырехвалковом ребровом калибре прямоугольного профиля с выпуклыми рабочими поверхностями горизонтальных валков, а затем в двухвалковом круглом калибре пруток задается в калибр, образованный валками, имеющими выпуклые рабочие поверхности, при отношении высоты калибра к его ширине в пределах 1,1-1,8. Затем полоса в форме невыполненного четырехгранника прокатывается в круглом 2-валковом калибре.
При прокатке круглой заготовки в прямоугольном четырехвалковом калибре очаг деформации за счет неравенства высоты и ширины калибра делится на двухвалковую и четы-рехвалковую зоны. Для уменьшения длины очага деформации двухвалковой зоны и увели-
чения четырехвалковои, в предложенной системе валки с меньшим диаметром выполнены с выпуклой поверхностью [4]. Однако используя такую схему возможно было только производить круглую заготовку меньшего диаметра.
Специалистами АО «ЕВРАЗ НТМК» были разработаны схемы прокатки, по которым возможно произвести перекат некондиционного круга в прямоугольное сечение на универсально-балочном стане. Схемы включают в себя чередование универсальных и двухвалковых калибров, с получением соответствующего профиля. Для примера на рис. 1 представлена схема производства квадратного сечения 100 мм из круглого сечения 0150 мм.
Рис. 1. Схемы переката круглой заготовки 0150 мм в квадрат со стороной 100 мм по системе:
ВК-ГУК-ГУК-ВК-ГУК
Преимущества использования данных схем определяется:
- получением готового профиля, отвечающего стандарту;
- использованием «мягких» обжатий, определяющих высокий ресурс валков и минимальные нагрузки на клети;
- применением стандартных калибров и привалковой арматуры, которые присутствуют на имеющихся в наличии комплектах валков;
- устойчивостью полосы за счет использования поочередной осадки сторон;
- получением плавных радиусов, которые выкатываются из основного радиуса круга, тем самым отсутствие износа калибров в зоне формирования радиусов квадратов. Качество получаемой квадратной заготовки соответствует всем требованиям. На рис. 2
представлена партия заготовок, полученная по схеме переката из круглой заготовки.
Рис. 2. Квадратная заготовка со стороной 100 мм, полученная из заготовки круглого сечения 0150 мм
Учитывая полученный опыт, на таких квадратных заготовках отсутсвуют поверхностные напряжения в зоне перехода поверхности к радиусу, т.к. в зоне формирования радиуса
заготовка испытывает не сжимающие (направленные от радиуса к центру заготовки), а тангенциальные напряжения (по касательной в сторону формирования радиуса), что создает благоприятные условия для получения однородной макроструктуры (рис. 3). Согласно рис. 3, на границах перехода боковой грани на радиус, зерна однородные, дислокации отсутствуют, что указывает на равномерное уплотнение стенки в сторону радиуса. Учитывая свободное формирование радиусов конечного профиля разница по радиусам составляет не более 2-х мм. Единственным обязательным условием для полноценного формирования профиля является вытяжка, коэффициент которой должен составляет не менее 1,3.
Рис. 3. Макроструктура квадратных заготовок со стороной 100 мм, перекатанной из круга 0150 мм
В таблице представлены существующие схемы прокатки квадратных профилей из круглых заготовок, применимые на универсальном балочном стане цеха прокатки широкополочных балок АО «ЕВРАЗ НТМК». На данную технологию был оформлен патент [5].
Таблица
Схемы прокатки квадратной заготовки из заготовки круглого сечения
Диаметр заготовки, мм Прокатываемое сечение, мм Коэффициент вытяжки
ВК1 ГУК 1 ГУК 2 ВК 2 ГУК 3
0120 90x90 1,31
0150 160x163 114x139 127x102 116x115 100x100 1,77
0180 146x182 150x134 121x175 130x130 1,50
0220 190x230 160x200 175x167 1,48
Таким образом, разработанная схема производства заготовок квадратного сечения из неликвидных круглых заготовок позволяет повысить экономические показатели работы цеха.
Библиографический список
1. Производство двутавровых балок на ЕВРАЗ НТМК в постоянном развитии / К.Н.Шведов, Д.Е.Кавун, К.Е.Соколов, О.В.Килишевский // Сталь. 2020. №6. С. 26-27.
2. Кавун Д.Е., Свириденко В.В., Рубцов В.Ю. Выпуск новых видов проката - ориентация на потребителя // Металлург. 2020. №6. С. 27-31.
3. Авторское свидетельство SU №1475742 А1, МПК B21B 1/16, Система калибров для прокатки круглых профилей / Б.А.Никифоров, В.А.Харитонов, А.В.Копьев, В.А.Харитонов, А.В.Кайзер, А.П.Пацекин; заявитель и патентообладатель Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова - №4305606; заявл. 14.09.1987 опубл. 30.04.1989, бюл. №16. 4 c.
4. Авторское свидетельство SU №722617, МПК В21В 1/08, Способ прокатки круглой стали / Л.Н.Прищенко, Г.А.Гладков, Ф.Е.Долженков, А.Т.Быкадоров, И.Л.Хейфец, В.А.Скуднов; заявитель и патентообладатель Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии - № 260268/22-02; заявл. 11.04.78 опубл. 25.03.80, бюл. №11 . 3 с.
5. Способ производства проката прямоугольного сечения из некондиционного проката круглого сечения: пат 2745920 Рос. Федерация: МПК51 B21B 1/16 / О.В.Килишевский, В.Ю.Рубцов, В.В.Тютерев, Д.Е.Кавун, В.В.Свириденко, В.С.Чурилов, К.Н.Шведов; заявитель и патентообладатель Акционерное общество Нижнетагильский металлургический комбинат (АО ЕВРАЗ НТМК) - №202010693; заявл. 23.06.2020; опубл. 2.04.2021, бюл. №10. 8 с.
•- INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH -•
O.V.Kilishevskij, V.Y.Rubtsov, D.E.Kavun, K.E.Sokolov
EVRAZ Nizhny Tagil Metallurgical Plant
EXPERIENCE IN PRODUCING SQUARE BILLETS FROM ROUND BILLETS
Abstract. At the EVRAZ NTMK JSC in wide-flange beams rolling shop, the technology of rolling various diameters round billets into square billets one was mastered, which made it possible to reduce shop's illiquid products remains. The technology is based on use of alternate of universal and two-roll calibers, which allows stable rolled products production. Also, billet obtained by this method has a number of advantages in its macrostructure terms.
Keywords: round billet, square billet, wide-flange beams rolling shop, rolling pattern, coefficient of elongation, metal macrostructure.
