Современные технологии бесконечной горячей прокатки

// // Металлургия //

Одной из экономически выгодных схем построения линий бесконечной или полубесконечной прокатки является модернизация существующих традиционных станов горячей прокатки при помощи дополнительного оборудования. В большинстве таких случаев для осуществления процесса бесконечной прокатки требуется монтаж сварочного аппарата, устройства, осуществляющего снятие грата и подогрев кромок раската, и устанавливаемых перед моталками летучих ножниц.

Технология непрерывного производства из тонкого прокатного слитка, получаемого методом непрерывного литья, тонкой горячекатаной полосы была предложена Дж. Арведи в 2003 году. Она включала в себя следующие процессы: выполнение непрерывного литья, предварительную обработку, индукционный нагрев и окончательную обработку, состоящую из пластичного растяжения, удаления окалины, последующего охлаждения и смотки в рулоны. Прокатная заготовка, выдаваемая из кристаллизатора, имеет форму с утолщением центральной части (с каждой стороны по 0,5 – 5 мм). В процессе непрерывного литья (при отверждении максимально на 60%) прокатный слиток обжимается на 70 – 100 мм (конечная толщина лежит в пределах 40 – 80 мм). При этом его внутренняя температура имеет инвертированный температурный градиент, вектор которого направлен к центру слитка от его поверхности.

Вторичное охлаждение на стадии обжатия (при жидкой сердцевине слитка) выполняется при помощи форсунок, обладающих возможностью регулирования расхода воды в интервале 0,6 – 3 л/кг стали. Интенсивность охлаждения уменьшается по мере продвижения слитка, поскольку уменьшается объем жидкой сердцевины. Это реализуется селективным контролем скорости охлаждающей жидкости на участке между задним и передним торцами слитка. Сразу же за стадией обжатия выполняется резка в поперечном направлении промежуточной полосы, после которой промежуточная полоса транспортируется к первой клети линии проката.

Предварительная обработка заключается в выполнении не менее 4-х стадий обжатия тонкого слитка после его затвердевания (при температуре поверхности не менее +1100°C), в результате чего получается промежуточная полоса, обладающая различной толщиной по длине заготовки (8 – 30 мм), а также утолщением с каждой стороны в центральной части (до 0,4 мм).

Во время индукционного нагрева производится фиксация требуемых температур (из диапазона +1000 – +1400°C) по участкам промежуточной полосы. Также выполняется перегрев головного и хвостового участков полосы. Затем производится пластичное растяжение, заключающееся в прокатке полосы до требуемой толщины (не меньше 0,4 мм) в течение не более 6-ти проходов, с дальнейшим удалением с поверхности полосы окалины. При этом требуется регулирование температуры полосы на выходе из последней клети (не меньше +750°C) до требуемой температуры смотки (+200°C), использованием термомеханической обработки.

Контроль над этой температурой осуществляется по данным диаграмм время/температура/превращение соответствующих марок стали (для требуемой толщины полосы). Регулирование тепловой обработки готовой полосы, имеющей заданную толщину и химический состав, выполняется специальными схемами подачи охлаждающей жидкости и изолирующими/нагревающими линиями.

Среди других новейших технологий прокатки выделяется ферритная прокатка полосы, предложенная компанией Даниэли Уин Юнайтед. Ее суть заключается в прокатке в чистовых клетях полосы, обладающей ферритной структурой. Для этого прокатка в черновой группе производится в аустенитной области, а при выходе из последней клети полоса подвергается интенсивному охлаждению, в результате которого аустенит превращается в феррит до входа в чистовую группу.

Прокатка в ферритной области возможна лишь для двух типов стали: малоуглеродистых раскисленных алюминием и особонизкоуглеродистых. Ферритная прокатка может рассматриваться как альтернатива полубесконечной прокатке при производстве из указанных сталей сверхтонких полос. Также рассматривается возможность их совместного применения – непрерывная прокатка в чистовой группе полностью ферритной структуры.