blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2017-4-257-261blackmet-1069Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESУСТАНОВКА ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ОБЖАТИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВCYCLIC DEFORMATION UNIT FOR CONTINUOUS SLABS REDUCTIONЛеховО. С.LekhovO. S.

д.т.н., профессор кафедры автомобилей и подъемно-транспортных машин

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Cars and Indust rial Machines

MXlehov38@yandex.ruМихалевА. В.MikhalevA. V.

старший преподаватель кафедры металлургии, сварочного производства и методики профессионального обучения

Senior Lecturer of the Chair of Metallurgy, Welding Production and Methods of Vocational Training

mialex@trubprom.comБилаловД. Х.BilalovD. Kh.

старший преподаватель кафедры металлургии, сварочного производства и методики профессионального обучения

Senior Lecturer of the Chair of Metallurgy, Welding Production methods of Methods of Vocational Training

master_ddd@mail.ruШевелевМ. М.ShevelevM. M.

начальник лаборатории неразрушающего контроля

Head of Nondestructive Testing Laboratory

MMShevelev@mail.ruРоссийский государственный профессионально-педагогический университетРоссияRussian State Professional Pedagogical University, EkaterinburgRussian FederationЗАО «Центр тепловизионной диагностики»РоссияСJSC “Center of Thermal Imaging Diagnostics”, EkaterinburgRussian Federation201727052017604257261Copyright © Лехов О.С., Михалев А.В., Билалов Д.Х., Шевелев М.М., 20172017Лехов О.С., Михалев А.В., Билалов Д.Х., Шевелев М.М.Lekhov O.S., Mikhalev A.V., Bilalov D.K., Shevelev M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1069

Показано, что использование установок с высокими обжатиями в составе литейно-прокатного модуля позволит улучшить качество проката за счет интенсивной проработки крупных непрерывнолитых слябов по всему сечению и получения однородной мелкозернистой структуры металла, а также позволит увеличить сечение непрерывнолитой заготовки. Проведен анализ причин образования неметаллических включений и ликватов в осевой зоне толстолистового проката. Проведен анализ неравномерностей деформации по высоте сляба при обжатии крупных непрерывнолитых слябов на стане 5000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Описана конструкция и показаны технологические возможности установки циклической деформации для предварительной деформации непрерывнолитых слябов. Описана технология и определены параметры бойков для предварительной деформации крупных непрерывнолитых слябов. Приведены результаты экспериментального исследования процесса деформации непрерывнолитых заготовок из стали 45 и из стали 12Х18Н10Т. Проведена оценка структуры непрерывнолитого металла в процессе обжатия непрерывнолитых заготовок на установке циклической деформации. Определены основные параметры установки для предварительной деформации крупных непрерывнолитых слябов. Изложены технологические возможности установки циклической деформации с позиции существенного повышения качества листовых заготовок. На основании анализа технологических возможностей предложено использование установки циклической деформации в линии непрерывного литья заготовок для предварительного обжатия крупных непрерывнолитых слябов с целью полного совмещения по скорости процессов непрерывного литья и циклической деформации и обеспечения обжатия за один проход со степенью деформации 45 – 90 % для получения хорошей проработки литой структуры по всему сечению сляба. Предложено при использовании установки в линии машины непрерывного литья заготовок обжимать непрерывнолитые слябы, используя тепло литого металла, тем самым существенно снизить энергоемкость технологического процесса получения листовых заготовок. Предложено использование установки циклической деформации в линиях толстолистовых и широкополосных станов для предварительной деформации за один проход нагретых слябов, что позволит улучшить качество листовых заготовок и сократить число пропусков в прокатных станах.

 

The usage of units with high reduction in the casting and rolling module would allow to improve the quality of the mill products due to intensive processing of bulk continuous cast slabs along the section and obtainment of homogeneous fi ne-grained metal structure, as well as to increase the cross-section of the continuous cast slab. The analysis of the formation causes of nonmetallic inclusions and liquates in the axial zone of thick-plate steel was carried out. The analysis of the deformation unevenness along the slab height during the reduction of large continuous cast slabs was performed at mill 5000 of JSC “Magnitogorsk Metallurgical Plant”. The design is described and the technological possibilities for defi nition of the cyclical deformation are presented for the preliminary deformation of continuous cast slabs. The technology is described and the parameters of the strikers for preliminary deformation of large continuous slabs were determined. The experimental study results of the deformation process of continuous cast slabs of steel 45 and steel 12Cr18Ni10Ti are given. The evaluation of the structure of continuous cast metal in the process of reduction of continuous cast billets at a cyclic deformation facility was carried out. The main parameters of the installation for preliminary deformation of large continuous cast slabs were determined. The technological possibilities of the installation for cyclic deformation were stated in terms of the essential improvement of the quality of sheet blanks. Based on the analysis of technological possibilities, it was proposed to use the cyclic deformation installation in the continuous casting line for preliminary reduction of large continuous cast slabs in order to fully adjust the speed of continuous casting and cyclic deformation and provision of the one-pass reduction with the degree of deformation 45 – 90 % to obtain a good casting structure along the slab cross-section. It was suggested, when using the installation in the line of a continuous casting machine, to perform reduction of continuous cast slabs using the heat of the cast metal, thereby substantially reducing the energy consumption in the technological process of producing the sheet blanks. The use of a cyclic deformation installation in the lines of thick-plate and wideband mills for preliminary deformation of heated slabs in one pass is proposed, which will improve the quality of sheet blanks and reduce the number of passes in rolling mills.

 

установкабоекроликпрокатный станпараметрыциклическая деформациянепрерывнолитой слябкачествоструктуранапряжениедефектыinstallationstrikerrollerrolling millparameterscyclic deformationcontinuous cast slabqualitystructurestressdefectsReferencesЛехов О.С., Комратов Ю.С. Совмещенные процессы непрерывного литья и деформации для производства проката. – Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 2009. – 411 с.Lekhov O.S., Komratov Yu.S. Sovmeshchennye protsessy nepreryvnogo lit’ya i deformatsii dlya proizvodstva prokata [Combined processes of continuous casting and deformation for rolling stock production]. Ekaterinburg: izd. UGTU-UPI, 2009, 411 p. (In Russ.).Лехов О.С., Баранов М.В. Перспективы внедрения процессов циклической деформации заготовок. – В кн.: Теория и технология процессов пластической деформации: Труды научно-технической конференции. – М.: изд. МИСИС, 1997. С. 174 – 178.Lekhov O.S., Baranov M.V. Prospects for the introduction of processes of cyclic deformation of blanks. In: Teoriya i tekhnologiya protsessov plasticheskoi deformatsii: Trudy nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Theory and technology of plastic deformation processes: Proceedings of the Sci. and Tech. conference]. Moscow: izd. MISIS, 1997, pp. 174–178. (In Russ.).Хойяс Г., Хайн О. Конструкции и применение ковочно-прокатных агрегатов // Черные металлы. 1980. № 25-26. С. 15 – 21.Khoiyas G., Khain O. Design and application of forging and rolling units. Chernye metally. 1980, no. 25-26, pp. 15–21. (In Russ.).Лехов О.С., Баранов М.В., Минаков В.С. Исследование напряженно-деформированного состояния металла в очаге циклической деформации при получении листа на установке непрерывного литья и деформации // Изв. вуз. Черная металлургия. 2004. № 2. С. 25 – 27.Lekhov O.S., Baranov M.V., Minakov V.S. Investigation of the stress-strain state of metal in the focus of cyclic deformation in the production of sheet in a continuous casting and deformation plant. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metal lurgy. 2004, no. 2, pp. 25–27. (In Russ.).Кох Г., Копп Р. Прогресс в области деформаций с большими обжатиями // Черные металлы. 1979. № 21. С. 3 – 11.Kokh G., Kopp R. Progress in the fi eld of deformations with large compression. Chernye metally. 1979, no. 21, pp. 3–11. (In Russ.).Тетерин П.К., Маторин В.И., Скорняков А.Н. Прокатка с высокими обжатиями – новое перспективное направление в обработке металлов давлением // Сталь. 1982. № 3. С. 15 – 21.Teterin P.K., Matorin V.I., Skornyakov A.N. Rolling with high compression – a new perspective direction in metal forming. Stal’. 1982, no. 3, pp. 15–21. (In Russ.).Рауер Г., Бертрам К., Кеницеридр Н. Вторая слябовая МНЛЗ на заводе в Бенкерверте фирмы Тиссен // Черные металлы. 1981. № 23. С. 32 – 43.Rauer G., Bertram K., Kenitseridr N. The second slab caster at the Thyssen plant in Benquervert. Chernye metally. 1981, no. 23, pp. 32–43. (In Russ.).Печке Ю., Ноймнетц Д. Способы непрерывного литья, совмещенного с прокаткой // Черные металлы. 1981. № 22. С. 9 – 13.Pechke Yu, Noimnetts D. Methods of continuous casting combined with rolling. Chernye metally. 1981, no. 22, pp. 9–13. (In Russ.).Ямада К., Ватанаве Т., Абе К., Функда Т. Непрерывная разливка заготовок малого сечения // Черные металлы. 1981. № 10. С. 18 – 23.Yamada K., Vatana-ve T., Abe K., Funkda T. Continuous casting of small pieces. Chernye metally. 1981, no. 10, pp. 18–23. (In Russ.).Богатов А.А., Нухов Д.Ш., Пьянков К.П. Конечно-элементное моделирование процесса толстолистовой прокатки // Металлург. 2015. № 2. С. 14 – 16.Bogatov A.A., Nukhov D.Sh., P’yankov K.P. Finite-element modeling of plate-rolling. Metallurgist. 2015, vol. 59, no. 1, pp. 113–118.Салганик В.М., Шмаков Д.О., Пустовойтов С.А. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния раската в черновых проходах применительно к стану 5000 ОАО «ММК» // Производство проката. 2009. № 11. С. 10 – 14.Salganik V.M., Shmakov D.O., Pustovoitov S.A. Features of formation of the stressed-deformed state of the mill products in roughing passages with reference to mill 5000 of JSC “MMK”. Proizvodstvo prokata. 2009, no. 11, pp. 10–14. (In Russ.).Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. – М.: Металлургиздат, 2012. – 696 с.Efron L.I. Metallovedenie v «bol’shoi» metallurgii. Trubnye stali [Metallurgy in “big” metallurgy. Pipe steel]. Moscow: Metallurgizdat, 2012, 696 p. (In Russ.).Погоржельский В.И. Контролируемая прокатка непрерывнолитого металла. – М.: Металлургия, 1986. – 151 с.Pogorzhel’skii V.I. Kontroliruemaya prokatka nepreryvnolitogo metalla [Controlled rolling of continuously cast metal]. Moscow: Metallurgiya, 1986, 151 p. (In Russ.).Эренберг Х.-Ю. Литье и обжатие с разливки тонких слябов на заводе фирмы «Маннесман реренверке АГ» // Металлургическое производство и технология металлургических процессов. 1990. № 1. С. 46 – 56.Erenberg Kh.-Yu. Casting and rolling from the casting of thin slabs at the factory of “Mannesman Rhenen-Verke AG” Company. Metallurgicheskoe proizvodstvo i tekhnologiya metallurgicheskikh protsessov. 1990, no. 1, pp. 46–56. (In Russ.).Еберле А., Воллнер Г., Габел Д. и др Непрерывная разливка и прокатка тонких слябов // Сталь и железо. 1990. № 1. С. 81 – 88.Eberle A., Vollner G., Gabel D. etc. Continuous casting and rolling of thin slabs. Stal’ i zhelezo. 1990, no. 1, pp. 81–88. (In Russ.).Вюнненберг К. Производство непрерывнолитых заготовок отвечающих высшим требованиям качества. – В кн. Труды шестого международного конгресса железа и стали. Т. 3. – М.: Машиностроение, 1990. С. 364 – 376.Vyunnenberg K. Production of continuously cast billets meeting the highest quality requirements. In: Trudy shestogo mezhduna rodnogo kongressa zheleza i stali. T. 3 [Proceedings of the Sixth International Congress of Iron and Steel. Vol. 3]. Moscow: Mashinostroenie, 1990, pp. 364–376. (In Russ.).Лехов О.С., Гузанов Б.Н., Лисин И.В., Билалов Д.Х. Исследование совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации для получения листов из стали // Сталь. 2016. № 1. С. 59 – 62.Lekhov O.S., Guzanov B.N., Lisin I.V., Bilalov D.Kh. Investigation of the combined process of continuous casting and cyclic deformation for production of steel sheets. Stal’. 2016, no. 1, pp. 59–62. (In Russ.).Шкатов В.В., Богомолов И.В. Преобразование зеренной структуры аустенита в цикле деформация – первичная рекристаллизация // Физика металлов и металловедение. 1996. Т. 81. № 2. С. 149 – 158.Shkatov V.V., Bogomolov I.V. Transtormation of grain structure of austenite in cycle «deformation-primary recrystallization». Fizika Metallov i Metallovedenie. 1996, vol. 81, no. 2, pp. 149–158. (In Russ.).Хлестов В.М., Фролова З.В. Влияние параметров контролируемой прокатки на аустенитную и конечную структуру стали 09Г2ФБ // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. № 4. С. 68 – 71.Khlestov V.M., Frolova Z.V. Eff ect of parameters of controlled rol ling on austenitic and fi nal structure of steel 09G2FB. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1989, no. 4, pp. 68–71. (In Russ.).Вюнненберг К., Якоби Х. Внутренняя структура непрерывно- литых заготовок // Черные металлы. 1981. № 14. С. 30 – 39.Vyunnenberg K., Yakobi Kh. Internal structure of continuously cast blanks. Chernye metally. 1981, no. 14, pp. 30–39. (In Russ.).Дорожко Г.К., Хлестов В.М., Соколов К.Н. Влияние деформации на кинетику превращения аустенита, структуру и свойства стали 10ХСНД // Металловедение и термическая обработка металлов. 1977. № 12. С. 24 – 28.Dorozhko G.K., Khlestov V.M., Sokolov K.N. Eff ect of deformation on the kinetics of the transformation of austenite and the structure and properties of steel 10KhSND. Metal Science and Heat Treatment. 1977, vol. 19, no. 12, 1029–1032.Лехов О.С. Оптимизация машин для деформации непрерывно- литых заготовок. – Екатеринбург: УИФ «Наука», 1995. – 184 с.Lekhov O.S. Optimizatsiya mashin dlya deformatsii nepreryvnolitykh zagotovok [Optimization of machines for deformation of continuously cast billets]. Ekaterinburg: UIF “Nauka”, 1995, 184 p. (In Russ.).Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением. – М.: Металлургия, 1982. – 360 с.Spittel T., Hensel A. Rationeller Energieeinsatz bei Umformprozessen. Leipzig: Deutscher Verlag für Grundstoffi ndustrie, 1983. (Russ.ed.: Spittel T., Hensel A. Raschet energosilovykh parametrov v protsessakh obrabotki metallov davleniem. Moscow: Metallurgiya, 1982, 360 p.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.