Спосіб виробництва товстолистового штрипсу для магістральних труб на реверсивному стані
Власники патенту UA 2490336:
Винахід відноситься до галузі обробки металів тиском, зокрема до способу виробництва товстолистового штрипсу для магістральних труб на реверсивному стані, який включає розрахунок довжини одностороннього кінцевого технологічного обрізу, що дорівнює захищеній зоні на кінці листа, залежно від товщини і ширини листа з наступного співвідношення:
де Δ - довжина кінцевого технологічного обрізу з одного боку листа, мм;
h – товщина листа, мм;
S – ширина листа, мм.
A1 = 0,024 мм -1; A2 = 70,918; А3=1909,3 мм, A4=3500 мм - емпіричні коефіцієнти для товстолистового штрипса, визначені дослідним шляхом, що дозволяє оптимізувати довжину кінцевої технологічної обрізи товстолистового штрипса для кожної сортаментної позиції магістральних труб і зберегти стабільну якість товстолистового штрипсу. 1 ін.
Винахід відноситься до галузі обробки металів тиском, зокрема технології та обладнання листової прокатки на реверсивному товстолистовому стані.
Відомий спосіб виробництва товстолистового штрипсу на реверсивному стані. Спосіб включає реверсивну прокатку заготівлі до отримання штрипсу заданих розмірів та прямокутної конфігурації, охолодження та різання на розмір готової продукції (Ю.В. Коновалов, К.М. Савранський, А.П. Парамошин, В.Я. Тишков. Раціональні режими прокатки товстих) листів К.: Техніка, 1988, с.7-17).
При виробництві штрипса в рамках цього технічного рішення розміри кінцевого обрізу визначають, виходячи з конфігурації листа в плані, що визначається режимом деформації. Інакше кажучи, при прокатуванні прямокутного листа обріз мінімальний, а при відхиленні від прямолінійної конфігурації кінців листа довжина обрізу збільшується. Однак у даному способі невраховується, що крім конфігурації кінців прокату величина обрізу залежить також від необхідності відбору проб від кінців прокатаного листа щодо наступних механічних випробувань. При цьому механічні властивості металу кожної проби повинні відповідати властивостям металу готового листа, що поставляється Замовнику.
Найбільш близьким за своєю технічною сутністю і досяганим результатам до запропонованого винаходу є спосіб виробництва товстолистового прокату для магістральних труб на реверсивному стані, що включає нагрівання безперервнолитої заготовки, її реверсивну прокатку до отримання заданих розмірів штрипсу, охолодження і різання на розмір готової продукції, обрізи та подальший відбір проб для механічних випробувань від матеріалу аркуша (А.І. Рудський, В.А. Луньов. Теорія та технологія прокатного виробництва. СПб.: Наука, 2008, с.392-402). Як і зазначеному раніше способі, довжину кінцевої технологічної обрізи встановлюють виходячи з конфігурації прокату без урахування нерівномірності охолодження по довжині листа. У той же час широкий, відносно тонкий і довгий прямокутний лист після прокатки охолоджується нерівномірно - його кінці (особливо в кутових зонах) остигають набагато швидше, ніж центральна зона, що призводить до їх остудження. Різна швидкість охолодження зонами листа призводить до формування різних механічних властивостей у цих зонах. Тому, щоб властивості металу проби відповідали властивостям основного металу листа, місце відбору проби не попадатиме в захищену зону на його кінцях. Для цього довжина кінцевого технологічного обрізу повинна відповідати довжині захищеної зони на кінцях листа. Такий підхід забезпечує відсутність похибки щодо фактичнихмеханічних властивостей листа та підвищення стабільності показників якості металопродукції. Однак у рамках даного способу не встановлена методика розрахунку довжини захопленого кінця листа, що відповідає кінцевому технологічному обрізу, і для кожного типорозміру штрипса її величину визначають дослідним шляхом. При цьому діють методом «проб і помилок», що призводить до збільшення сумарного витратного коефіцієнта, оскільки на налагоджувальну порізку для визначення допустимої довжини обрізу, як правило, йде 1-2 аркуші в партії. Очевидно, що довжину одностороннього кінцевого технологічного обрізу листа слід встановлювати в залежності від його товщини і габаритів, що не враховується в даному способі.
Таким чином, необхідність освоєння виробництва нових видів високоміцного штрипсу для магістральних труб з низьковуглецевих сталей обумовлює доцільність розробки технічного рішення, що забезпечує відповідність властивостей металу в пробах, що відбираються від кінців обрізаного листа, призначених для виготовлення атестаційних зразків, властивостям металу. Це підтверджує актуальність розробки способу виробництва товстолистового штрипсу для магістральних труб на реверсивному стані, що забезпечує стабільно високу якість продукції за рахунок оптимізації довжини кінцевого обрізу.
Завдання, на вирішення якого спрямовано винахід, полягає у підвищенні стабільності механічних властивостей товстолистового штрипсу для магістральних труб при гарантованій відповідності результатів механічних випробувань властивостям виробленого листа за рахунок оптимізації величини кінців, що обрізаються листа.
Технічним результатом даного винаходу є оптимізація довжини кінцевого технологічного обрізу товстолистового штрипсу для магістральнихтруб та зниження виробничих витрат.
Зазначений результат досягається тим, що у відомому способі виробництва товстолистового штрипса для магістральних труб на реверсивному стані, що включає нагрівання безперервнолитої заготовки, її реверсивну прокатку до отримання заданих розмірів листа, охолодження і різання на розмір готової продукції, що передбачає видалення кінцевої технологічної обрізки. для механічних випробувань від матеріалу листа, відповідно до винаходу, довжину одностороннього кінцевого технологічного обрізу встановлюють залежно від товщини і ширини цього листа, виходячи з наступного співвідношення:
де Δ - довжина кінцевого технологічного обрізу з одного боку листа, мм;
h – товщина листа, мм;
S – ширина листа, мм.
A1 = 1,024 мм -1; А2 = 70,918; А3 = 1909,3 мм; А4=3500 мм - емпіричні коефіцієнти для товстолистового штрипсу, визначені досвідченим шляхом.
Сутність винаходу полягає у наступному. Зі збільшенням товщини листа довжина заплутаної кінцевої зони зменшуватиметься і навпаки. Чим тонше лист, тим швидше остигають його кінці і тим більша довжина одностороннього обрізу (захищеної зони). У той самий час, довжина захопленої кінцевої зони залежить від ширини листа. Зі збільшенням ширини листа її довжина зменшується і навпаки. У кількісному вигляді ці залежності реалізовані у вигляді отриманого емпіричним шляхом співвідношення: Δ=(A1×h 2 -A2×h+A3)×(A4/S) 1/2 ±200 мм.
Його використання дозволяє розрахувати оптимальну величину кінцевого обрізу. Здійснюючи порізку прокатаного аркуша відповідно до результатів розрахунку, в обріз відправляють саме захоплену ділянку з нестабільними властивостями, але не торкаються основної, незахищеної частини аркуша, від якої надалі відбираютьпроби щодо механічних випробувань. Інакше кажучи, подальше зменшення довжини обрізу може призводити до відбору проб із захищеної зони і, відповідно, нестабільного рівня механічних властивостей на випробуваних зразках. У той самий час подальше збільшення довжини обрізи супроводжується підвищенням витратного коефіцієнта, що несприятливо б'є по економічних показниках роботи стану. Такий підхід дозволяє уникнути зайвої витрати металу на порізку налагодження при визначенні допустимої довжини обрізу для кожної сортаментної позиції, дозволяючи зберегти стабільну якість товстолистового штрипсу. Крім того, досягається зниження виробничих витрат за рахунок усунення операції налагоджувального різання для визначення допустимої довжини обрізу.
Таким чином, застосування запропонованого способу виробництва товстолистового штрипсу для магістральних труб на реверсивному стані забезпечує досягнення необхідного результату - оптимізацію довжини кінцевого технологічного обрізу та зниження виробничих витрат за рахунок усунення операції налагоджувального різання листів для визначення допустимої довжини обрізу.
Оптимальні параметри способу реалізації були визначені емпіричним шляхом. Експериментально встановлено, що у разі виходу довжини обрізу за нижні межі розрахункового діапазону виникає нестабільність механічних властивостей металу листа, що призводить до збільшення відсортування. У той же час у разі перевищення верхньої межі розрахункового діапазону, що визначається наведеним співвідношенням, відбувається невиправдане збільшення довжини кінцевого обрізу, що призводить до підвищення витратного коефіцієнта. Таким чином, вихід за межі розрахункового діапазону довжини одностороннього кінцевого технологічного обрізу може супроводжуватися зниженням економічноїефективності виробництва
Як випливає з наведеного аналізу, при реалізації запропонованого технічного рішення досягається необхідна якість штрипсового прокату для магістральних труб за рахунок раціональнішого вибору довжини кінцевої технологічної обрізи при прокатці на реверсивному товстолистовому стані. Однак, у разі виходу її довжини за встановлені для цього способу кордону, не завжди вдається забезпечити відповідність отриманих штрипсів чинним вимогам стабільності механічних властивостей. Таким чином, отримані дані підтверджують правильність рекомендацій щодо вибору допустимих значень технологічних параметрів запропонованого способу виробництва низьколегованого штрипсу для магістральних труб.
Техніко-економічні переваги запропонованого способу полягають у тому, що при гарячій прокатці товстолистового штрипсу на реверсивному стані довжину кінцевого обрізу встановлюють залежно від товщини та габаритів листа з урахуванням нерівномірного характеру його охолодження. Такий підхід дозволяє забезпечити відповідність механічних властивостей зразків, виготовлених із проб, відібраних від листа, що атестується, властивостям самого листа. При цьому вдається уникнути невиправданої витрати металу на порізку налагоджувальних листів для визначення допустимої довжини обрізу, при стабільній якості продукції. Використання запропонованого способу при виробництві товстолистового штрипсу для магістральних труб на стані реверсів дозволяє знизити витратний коефіцієнт на даному сортаменті.
Спосіб виробництва товстолистового штрипсу для магістральних труб на реверсивному стані, що включає нагрівання безперервнолитої заготовки, її реверсивну прокатку до отримання заданих розмірів листа, охолодження, різання на розмір готової продукції, видалення кінцевоїтехнологічного обрізу та відбір проб від матеріалу аркуша для механічних випробувань, який відрізняється тим, що довжину одностороннього кінцевого технологічного обрізу, що видаляється, Δ вибирають рівною захищеній зоні на кінці аркуша і визначають її в залежності від товщини і ширини листа із співвідношення: Δ=(A1 xh 2 -A2×h+A3)×(A4/S) l/2 ±200 мм, де h - товщина листа, мм; S - ширина листа, мм, при цьому A1 = 1,024 мм -1; A2 = 70,918; А3 = 1909,3 мм, А4 = 3500 мм - емпіричні коефіцієнти для товстолистового штрипсу.