Способ прокатки профилей круглого поперечного сечения

 

Изобретение относится к прокатному производству, а конкретно к получению круглых профилей, преимущественно периодических арматурных, на сортопрокатных станах. Цель изобретения - повышение уровня прочностных свойств при экономии металла путем снижения в готовом прокате остаточных напряжений. Перед подачей в предчистовой и чистовой калибры на раскаты накладывают вибрационные колебания, создающие знакопеременный изгиб. Виброколебания к раскатам подводятся от вибраторов с регулируемой частотой колебаний, а сами вибраторы установлены в проводках. Оптимальная частота составляет 0,9-1,1 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската. В сравнении с базовым объектом предложенный способ при прокатке арматурных профилей при нормативном коэффициенте снижения массы 1 пог.м с 3,0 до 5,0% позволяет повысить механические свойства проката, судя по увеличению комплексного показателя общей прочности арматурных стержней, на 10-18% при снижении остаточных напряжений в готовом прокате и наилучшем сочетании прочностных и пластических свойств. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (б1) 4 В 21 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ стана.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

l (21 ) 4 24 79 58/31-02 (22) 25.05.87 (46) 23.06.89. Бюл. N - 23 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А. Минаев, F.Н. Смирнов, А.Л. Редько, А.Н. Смирнов и Ю.А. Бердичевский (53) 621.771.004 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 949008, кл. С 21 0 1/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 111844 1, кл . В 21 В 1/00, 1984. (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРОФИЛЕЙ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к прокатному производству, а конкретно к получению круглых профилей, преимущественно периодических арматурных, на сортопрокатных станах. Цель изобретения — повышение уровня прочностных свойств при экономии металла пуИзобретение относится к прокатному производству, а именно к получению круглых профилей, преимущественно периодических арматурных, на сортопро= катных станах.

Цель изобретения — повышение уровня прочностных свойств при экономии металла путем снижения в готовом прокате остаточных напряжений.

На чертеже представлена схема пасположения механизмов для осуществления способа в линии чистовой группы

„„SU„„1488041 А 1

2 тем снижения в готовом прокате остаточных напряжений. Перед подачей в предчистовой и чистовой калибры на раскаты накладывают вибрационные колебания, создающие знакопеременный изгиб. Виброколебания к раскатам подводятся от вибраторов с регулируемой частотой колебаний, а сами вибраторы установлены в проводках. Оптимальная частота составляет 0,9-1,1 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската. В сравнении с базовым объектом предложенный способ при прокатке арматурных профилей при нормативном коэффициенте снижения массы

1 пог. м с 3,0 до 5,0Х позволяет повысить механические свойства проката, судя по увеличению комплексного показателя общей прочности арматурных стержней, на 10-18Х при снижении остаточных напряжений в готовом прокате и наилучшем сочетании прочностных и пластических свойств. 1 ил., 1 табл.

Перед прокаткой раскатов в предчистовом и чистовом калибрах на них . накладывают вибрационные колебания, создающие знакопеременный изгиб.Это приводит к тому, что в каждом элементарном объеме поперечного сечения раската исчезает неравномерность деформации, вызванная неравномерным распределением вытяжек по сечению, т.е. исчезают участки с наибольшей вытяжкой,. где действуют напряжения сжатия, и с наименьшей, где действуют растягивающие. напряжения.

14 8804 1

Величина напряжений, .вызванных процессом прокатки в последних про— пусках, уменьшается и приближается перед прокаткой в чистовом калибре к уровню напряжений в недеформированном металле. В результате этого составляющая напряжений от прокатки в суммарной величине остаточных напряжений готового изделия уменьшается и определяется только условиями деформации в чистовом калибре.

Наложение на раскаты перед обжатием в предчистовых и чистовом калибрах вибраций затрудняет исправление наведенных дефектов кристаллической решетки (повышенное количество свободных дислокаций, границ субзерен и т.д.), полуЧенных за счет деформации прокатки (вытяжка 1,10-1,35).

Это способствует тому, что процесс рекристаллизации затрудняется и от прохода к проходу число дефектов кристаллической решетки увеличивается.

Сочетание предлагаемого способа про- 25 катки с ускоренным последеформационным охлаждением обеспечивает получе— ние высокого комплекса механических свойств. термически упрочненной стали и минимального уровня остаточных напряжений в готовом прокате.

При совпадении частоты вибраций с собственной частотой сдвиговых колебаний амплитуда колебаний раската максимальна, т.е. максимальна и деформация, вызванная знакопеременным изгибом. При этом, затраты энергии на образование вибраций минимальны.

При уменьшении частоты вибрации 40 менее 0,9 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската происходит . резкое уменьшение амплитуды колебаний, приводящее к уменьшению величи— ны деформации, вызванной знакопере- 45 менным изгибом. При этом увеличивается доля напряжений, вызванных процессом прокатки в суммарных остаточных напряжениях. Рост остаточных напряжений приводит к ухудшению качества продуктов, выражающегося в понижении уровня служебных характеристик гото вого изделия.

Кроме того, уменьшение частоты вибраций менее 0,9 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската при> водит к резкому возрастанию затрат энергии, идущей на образование вибраций, т.е, тот же- эффект достигает- . ся при большем расходе энергии, что нецелесообразно.

Увеличения частоты вибраций более

1,1 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската приводят к тому,что частота вибраций становится близкой или равной частоте второй, третьей и так далее моды сдвиговых колебаний раската, что приводит к снижению амплитуды при том же или большем расходе энергии, т.е. раскаты пбдвергаются меньшей деформации при знакопеременном изгибе, а в итоге — ухудшение качества проката конечных размеров в связи с ростом остаточных напряжений.

Пример Способ осуществляют при прокатке арматурного периодического профиля Р 18 из плавок стали

35ГС с углеродным эквивалентом

О,б0-0,70Х, поставляемого с непре— рывного мелкосортного стана с температурой конца прокатки, равной

1050 С.

Расстояние между смежными клетями чистовой группы 5 м. Площадь поперечного сечения предчистового овала 319 мм, ширина овала 28,2, высота 14,5 мм; площадь поперечного сечения перед предчистового овала

374 мм, ширина овала 19,7 мм, высота 25,5 мм. Скорость прокатки в предчистовой клети 12,71 м/с, а в пред предчистовой — 10,84 м/с.

Частота первой моды сдвиговых колебаний раската между чистовой и предчистовой клетями составляет

1,5 Гц, а между предчистовой и пред предчистовой клетями — 0,84 Гц.

Прокатка в трех последних клетях осуществляется при равенстве секундных объемов или с небольшим натяжением..Прокат поставлен с гарантированной общей прочностью.

Контроль качества прутков осуществляют путем сравнения общего разрывного усилия с комплексным показателем общей прочности.

Для арматурных прутков N - 18 иэ стали 35ГС класса А-III комплексный показатель общей прочности Р при снижении массы 1 пог. м на 37. составляет Р = 147,7 кН на 47 — Р— 14б„3 кН; на 57 — Р = 144,8 кН.

Результаты прокатки арматурных периодических профилей по предлагаемому способу приведены в таблице.

1488041 » л

>>> сс) о л с>!

О

CO

С"1

Сб

И

> л

Ь х

1 !с

>ц !

» Д л и е

O I- Cj х их

I х о

С4

И ро

I !

>>

>х о х о

E и х

0 !

» о ! с о

Р. х !

С!

Х

С0 и а CI>х — счм сл ог соа>

I IC Ю,а

I m д Е

I ЯИCj

ID о и о

И (7 х с0

Ф

Е о

Й

>х х

О и и тб

Е

dI х х

K .О

>х о

1jI о

Е» и х х

k(Э

Р, И

cd 1

I" 1 и!

Х 1

Г-» а3 1

>> !

>Х 1

Х 1 С>1 х

1 Х С0 Х я!иХХ

С01 ОДХ

Q "551

O 1- IC

Ф 1 о

С» 1

Х 1 С х 1

1 и

1 сб I

Х I 1 СС Х

1 Х Ф Х

О! ИХХ

oàõ

u l õöö

Id I Е» Ф dj 1

О !» I!1 а л с1 а О а л а л л л л л л л ю а> со со со а> 00 а> О

Г> > — » — > — С4

I аоололоасо 1 соаiоа -o o. . Л. аа Л С С осч оосол о ов он ис ю ю ю о uD».> ю >.о >О со — o o . o o - а л л л л л л л а

М а С 1 СЧ О CO a V оооооеас л О О >О 00 CO 00 1

ОООООО а л л л л л а л а

OOOOOООOO ооооооооо а л л л л л л л л

М С1 С1 .-С ..-С 1 Ю Ю

oQ oQ л cO cO л cO cO л л л л л л л л л ооооооооо а ооа ооа оо а л л л а л л л

o--o--о а о и дл а мсл о ми ам ло л л л л л л л л л сто ао ао а л л л л л л а л

o —. — o — — o ——

1488041

В двух последних межклетевых про)межутках сортового стана для осуществления режимов предлагаемого способа устанавливают вибропроводки 1.

Каждая вибропроводка 1 содержит не- четное число вибраторов 2, соеди1 ненных через средство 3 энергоснабжения с перепускным клапаном 4,соединенным с энергоносителем. 10

Вибраторы 2 в одной вибропроводке относительно раскатов расположены так, что,цва из них взаимодействуют с концевыми частями раскатов с одной стороны,а третий вибратор установлен с противоположной стороны раската посредине двух краевых,причем в последующей вибропроводке вибраторы имеют противоположную ориентировку относительно раската: со стороны расположения одного центрального вибратора установлены два концевых, а там, где в предшествующей вибропроводке установлены два вибратора, установлен один — центральный.

Выполнение нечетного числа вибраторов и их ориентировка обеспечивает условия по созданию в раскатах стоячих волн. При этом два узла находятся в валках, а пучности — в местах расположения вибраторов.

Регулирование требуемой частоты . колебаний производят перепускными клапанами. После прохождения переднего конца раската в вибропроводках включают вибраторы: на раскат воздействуют волновые импульсы, создающие условия знакопеременного изгиба.

После прокатки одного раската вибраторы выключаются. Повторное их включение осуществляется после прохождения переднего конца очередного раската в вибропроводке.

В сравнении с базовым объектом предлагаемый способ при прокатке арматурных периодических профилей при нормативном коэффициенте снижения массы 1 пог. м от 3 до 57 позволяет повысить механические свойства проката судя по увеличению комплексного показателя общей прочности арматурных стержней на 10-187 при снижении остаточных напряжений в готовом прокате, при этом наилучшее сочетание прочностных и пластических свойств могут быть получены сразу же после прокатки и ускоренного последеформационного охлаждения. формула изобретения

Способ прокатки профилей круглого поперечного сечения, преимущественно периодических арматурных, включающий обжатие раскатов в предчистовых и чистовом пропусках в системе калибров овал — овал — круг, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения уровня прочностных свойств при экономии металла путем снижения в готовом прокате остаточных напряжений, перед предчистовыми и чистовым пропусками раскат подвергают виброколебаниям с частотой 0,9-1,1 частоты первой моды сдвиговых колебаний раската.

1488041

Составитель Ю. Лямов

Техред Л.Олийнык: Корректор В. Гирняк

Редактор И. Дербак

Заказ 3486/11 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101