д.т.н., профессор кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgy and Metal Science named after S.P. Ugarova”
к.т.н., доцент кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metallurgy and Metal Science named after S.P. Ugarova”
д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Leading Researcher
д.т.н., профессор кафедры автомобильной техники, информационных технологий и методики обучения техническим дисциплинам
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Automotive Technics, Information Technologies and Teaching Methods of Technical Sciences
аспирант
Postgraduate
Произведен анализ проблем, возникающих при прокатке непрерывнолитой заготовки на современных мини-металлургических и передельных заводах. Показано, что использование в прокатных станах данных заводов клетей трио вызывает необходимость получения заготовок кратной длинны из штанг (чаще всего 12-ти метровой длины), которые производятся в условиях прокатного цеха. Отмечено, что последующая прокатка таких кратных заготовок выявила повышенную растрескиваемость передних концов и, как следствие, повышенный расход металла. Проведен анализ возможных причин появления данных растрескиваний. Указано, что этот дефект может появляться в результате формируемого определенного напряженно-деформированного состояния на торце раската, которое обуславливается наличием неравномерного температурного поля вследствие более интенсивного охлаждения торца, режима обжатий в клети трио и наличия у непрерывнолитой заготовки осевых дефектов. Исследование проводилось на промышленном среднесортном стане 500/370, а также с использованием математического моделирования методом конечных элементов. Изучалось влияние совокупности таких технологических факторов, как температура нагрева заготовок перед прокаткой, временный интервал их транспортировки на участке «нагревательная печь – первая клеть прокатного стана» и параметры макроструктуры осевой области металла. Расчеты с помощью разработанной математической модели указали на необходимость учета наличия на нагретой непрерывнолитой заготовке слоя окалины. Показано, что в зависимости от температуры нагрева и времени транспортировки, перепад температур на торце раската по сравнению с температурой нагрева может составить от 45 до 100 °С, что приведет к неравномерному распределению сопротивления деформации и неблагоприятному напряженно-деформированному состоянию на торце раската. Кроме того, наличие осевого дефекта может влиять на растрескивание в контексте особенностей его формы и трансформации при приложении обжатия. Полученные экспериментальные данные позволили высказать гипотезу о механизме трансформации дефектов несплошности, обусловленных условиями непрерывной разливки и порезки заготовок в трещины на торце раската в ходе прокатки в обжимной клети.
The authors have made an analysis of problems arising in the rolling of continuous-cast billets in the modern mini-metallurgical and rerolling plants. It is shown that the use of trio stands in rolling mills of these plants makes it necessary to obtain billets of multiple lengths from bars (most often of 12-meter length) produced in the rolling shop. The subsequent rolling of such multiple billets has revealed increased cracking of the front edge and, as a result, increased metal consumption. Analysis of the causes of these cracks has been made. It was indicated that this defect can appear as a result of a certain stress-strain state formed at the end of hot-rolled breakdown. It is caused by the presence of an uneven temperature field due to more intensive end cooling, to reduction mode in the trio stand and to the presence of axial defects in the continuous-cast billet. The study was conducted on the industrial medium-grade mill 500/370, as well as using mathematical modeling by finite element method. The influence of a set of technological factors, such as temperature of the billets heating before rolling, the time interval of their transportation on the site “heating furnace – first stand of the rolling mill” and parameters of the macrostructure of axial area of the metal were investigated. Calculations by the developed mathematical model have indicated the need to take into account the presence of a scale layer on the heated continuous-cast billet. It is shown that depending on the heating temperature and transport time, the temperature difference at the billet’s end compared to the heating temperature can be from 45 to 100 °C. It will lead to an uneven distribution of deformation resistance and unfavorable stress-strain state at the billet’s end. In addition, the presence of an axial defect can affect the cracking because of its shape and its transformation during reduction. Obtained experimental data allowed hypothesizing the mechanism of transformation of discontinuity defects into cracks at the billet’s end due to the conditions of continuous casting and cutting of billets during rolling in the reduction stand.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.