Технологія прокатного виробництва
V.2. ВИХІДНІ ЗАГОТОВКИ ТА ЇХ ПІДГОТОВКА ДО ГАРЯЧОЇ ПРОКАТКИ
V.2.1. Заготовки для виробництва гарячекатаних листів та смуг
У світовій практиці для прокатки товстих листів на реверсивних станах використовують катані та безперервнолиті сляби шириною 900*5-3600 мм, товщиною 80-s500 мм, довжиною 10004000 мм і більше. У ряді випадків вихідним матеріалом служать зливки, маса яких досягає 40 - 45 т, а іноді (для прокатки особливо товстих листів і плит) 100 і навіть 250 т. .
Листові зливки зазвичай плоскі з мінімальною конусністю. Найчастіше поперечний переріз листових злитків характеризується ставленням ширини до товщини 1,9 + 2,8. Інші параметри злитків [96]: відношення висоти до середньої товщини 22 + 28; конусність вузьких граней 0,9 + 2,2%, конусність широких граней 3,14,9%, відносний обсяг прибуткової надставки 17,5 25,5%. Бічні грані листових злитків можуть бути плоскими або опуклими. В останньому випадку витрата металу за рахунок бічного обрізу знижується на 3 - 5 % від маси злитка. Форма поперечного перерізу злитків може відрізнятися від прямокутної, а поверхня бути гладкою або ребристою. Для отримання якісної листової сталі товщина злитків має у 12 - 18 разів перевищувати товщину готового прокату.
Вимоги до якості злитків: відсутність на поверхні поздовжніх і поперечних тріщин глибиною більше 4 мм, неметалевих включень та інших дефектів глибиною більше 4 мм, сітки від розпалу виливниць понад 3 мм, потовщень злитка від розпалу виливниць понад 3 мм, потовщень злитка від розпалу виливниць 20 мм,підливів між прибутковою частиною та тілом зливка, а також підливів у нижній частині зливка висотою понад 15 мм. Зливки не повинні мати поясів, заворотів, надривів та кільцевих тріщин. У зливках спокійної та киплячої сталі глибина залягання стільникових бульбашок має бути понад 8 мм [96]. До внутрішніх дефектів литого металу відносяться внутрішні гарячі тріщини, газові бульбашки, осьова пористість, садинна раковина, осьова ліквація та неметалеві включення. Деякі види наведених дефектів описані нижче.
Як заготовки для прокатки на широкосмугових станах служать тільки сляби: катані розміром 90 + 350 х 600 + 200 х 1500 + 14000 і литі товщиною 100 350 мм при максимальній ширині до 2340 мм.
Переваги використання слябів такі: покращення якості поверхні та механічних властивостей готових листів; більш рівномірне нагрівання та ефективний контроль температури прокатки; більш висока продуктивність станів; зниження кількості типорозмірів виливниць при одночасному збільшенні середньої ваги злитків.
За способом виробництва розрізняють катані та литі сляби. Основними агрегатами для прокатки слябів є слябінги. Крім того, сляби прокочують на блюмінгах-слябінгах та блюмінгах. Литі сляби одержують на машинах безперервного лиття заготовок (МНЛЗ). У порівнянні з катаними литі сляби характеризуються більшою структурною та хімічною однорідністю, більшим виходом придатного, меншими капітальними витратами на виробництво та собівартістю. Для цеху з безперервним розливом виробничі площі скорочуються на 50%, капітальні витрати зменшуються на 40%, а собівартість тонни киплячих і спокійних сталей знижується в 2,7 рази в порівнянні з розливом сталі у виливниці та наступною прокаткою на слябінгу.
Сортамент та технічнівимоги до катаних сляб з вуглецевих та легованих сталей обумовлені ГОСТ 25715-83 та ОСТ 14-17-75. Розміри слябів і відхилення, що допускаються, визначені зазначеними стандартами, наведені в табл. V.8.
Косина різа слябів не повинна перевищувати 30 мм, величина задирок від різу на ножицях - 10 мм, серповидність (кривизна по ширині) -10 мм на 1 м довжини, неполощинність - 20 мм на 1 м. Увігнутість або опуклість бічних граней слябів не повинна перевищувати 10мм.
Форма, розміри та граничні відхилення безперервнолитих слябів повинні відповідати ТУ 14-1-3347-82. Ромбічність (різниця діагоналей) слябів у поперечному перерізі не повинна бути більше 10 мм. Вимоги до косині різу та серповидності литих слябів відповідають вимогам до слябів катаних.
Ряд досліджень свідчить про більшу точність розмірів литих слябів у порівнянні з катаними. Так, у роботі [96] зазначається, що постійну товщину по довжині мають
60% досліджених литих слябів та 35% катаних, постійну ширину - відповідно
50% та 10%. Великі значення поздовжньої різнотовщинності та різноширинності спостерігаються у катаних слябів.
Вимоги до якості слябів не допускають на поверхні слябів полони, рванини, неметалеві включення, заходи сонця, поздовжні і поперечні тріщини. Поява і кількість дефектів литих слябів визначаються умовами розливу, хімічним складом сталі, що розливається, технологічними умовами виплавки, геометричними розмірами перерізу слябів, конструкцією і станом обладнання МНЛЗ і т.д.
Усі основні види шлюбу катаних слябів можна розділити на дефекти з вини сталеплавильного чи прокатного виробництва.
Дефекти першого виду відбуваються головним чином через порушення технології виплавки та розливання сталі.З подібних дефектів найчастіше зустрічаються тріщини-розщеплення, пухкість, розкочені тріщини, злиткові полони, розкочені бульбашки, неметалеві включення. Шлюб з вини прокатного виробництва виникає внаслідок порушення технології нагрівання чи прокатки слябів. До основних видів шлюбу з вини прокатного виробництва відносяться рванини перепалу, затягнута кромка, вкочена окалина та раковини від неї, вкочені металеві частинки або вм'ятини від них, шпаківні, шлюб за розмірами та геометрії слябів, заходи сонця.
V. 2.2. Зачищення заготовок перед прокаткою
Зачищення заготовок з метою видалення поверхневих дефектів є однією з важливих умов отримання високоякісного листового прокату. Поверхневі дефекти злитків та слябів виявляють шляхом огляду із застосуванням при необхідності світління або пробної зачистки. Застосовують також методи контролю, що не руйнують, що забезпечують реєстрацію дефектів різних розмірів і глибину їх залягання.
Вибір способу видалення дефектів та об'єм зачистки визначаються залежно від марки сталі, призначення готового прокату, а також від особливостей технології подальшого нагрівання та прокатки.
Видалення дефектів з поверхні злитків у холодному стані не завжди забезпечує отримання якісної продукції і не є ефективним, оскільки потребує збільшення витрати палива (або інструменту) і може призвести до утворення дефектів під час нагрівання. p align="justify"> Більш раціональною є зачистка гарячих злитків, проте це вимагає застосування спеціального обладнання і в даний час не знаходить широкого застосування. Поверхневі дефекти на зливках видаляють вогневою зачисткою, стружкою або фрезеруванням та пневматичною вирубкою окремих дефектів. Для зачистки злитків у гарячому стані термофрезерніверстати, що дозволяють знімати стружку завтовшки 3 - 7 мм протягом 1-2 хвилин. При видаленні дефектів з поверхні злитків глибина зачищення не повинна перевищувати 40 мм. Галузевий стандарт ОСТ 14-17-75 допускає видалення дефектів з поверхні слябів (за винятком поперечних тріщин та рванин від перепалу) шляхом вирубування, абразивної чи вогневої зачистки (шліфування). Вирубка має бути пологою, з шестикратним і більше розвалом (шириною не менше шестиразової глибини). Глибина вирубки чи зачистки поверхневих дефектів має перевищувати на широких гранях слябів 25 мм, на вузьких гранях - 20 мм. Висота заплесків після вогневої зачистки не повинна перевищувати 2 мм.
Особливо високі вимоги пред'являються якості поверхні злитків і слябів з легованих і високолегованих сталей. При цьому перед зачисткою зливки можуть піддаватися термообробці для зняття внутрішніх напруг, усунення грубої структури та зменшення твердості. Нагрів та прокатку таких зливків виконують після ретельного огляду та зачистки дефектів.
При виробництві листів і смуг із легованих сталей за схемою злиток - сляб може застосовуватися комбінована обробка поверхні: вогнева зачистка або гаряче фрезерування злитків з наступною стружкою (фрезеруванням) та абразивною зачисткою слябів. Застосовуються інші поєднання способів видалення поверхневих дефектів [97].
Вогнева зачистка є найбільш поширеним та ефективним способом видалення поверхневих дефектів. В процесі вогневої зачистки поверхневий шар металу, нагрітий до високої температури, займається струменем кисню, спалюється і видаляється з поверхні заготовки. Спосіб відрізняється високою продуктивністю, високим ступенем механізації та автоматизації. Недоліком є значнівтрати металу.
Вогневу зачистку застосовують для ремонту слябів головним чином із вуглецевих та низьколегованих сталей. Вогнева зачистка злитків і слябів легованих та нержавіючих сталей виконується із застосуванням спеціальних флюсів, що підвищують температуру зачистки та утворюють легкоплавкі шлаки. Як флюс застосовується порошок із суміші 15% магнію і 85% силікокальцію [97]. Для тріщиночутливих нержавіючих сталей типу 12Х21Н5Т, 08Х18Т1 вогнева зачистка злитків проводиться за нормальної температури 150 500 °З. Сляби багатьох низьколегованих та легованих сталей перед зачищенням підігрівають до 200 -5-300 °С. Температура слябів із низьковуглецевих сталей при зачистці в потоці досягає 600 + 750 °С.
Вогневу зачистку слябів виготовляють вручну або на машинах вогневої зачистки (МОЗ). Ручне зачищення виконують спеціальними киснево-ацетиленовими різаками. Її застосовують зазвичай видалення місцевих дефектів при вибірковому ремонті злитків і слябів.