Исходный материал и его нагрев
Исходным материалом для производства горячекатаной листовой стали являются слябы. Но в ряде случаев применяют и слитки, если нет возможности обеспечить стан слябами или требуется прокатка листов специального назначения: большой ширины, толщины и длины.
На толстолистовых станах используют слитки прямоугольного сечения массой от 6 до 120 т, но основной объем проката получают из слитков массой 22-25 т. Слитки большой массы, предназначенные для производства листовой стали, отливают в изложницы. уширенные кверху и снабженные утепляющими надставками. Конусность слитка на одну сторону принята 1,5-2,5 %; чем больше масса слитка, тем больше конусность. Качество поверхности слитков и слябов определяет и качество готовой листовой стали. При прокатке толстолистовой стали из слитков необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части слитков перед посадкой в печь. В усадочной раковине имеются различные ликваты, легкоплавкие соединения, которые при нагреве превращаются в жидкую фазу и заливают подину печи или проникают на подину зон нижнего нагрева. Кроме того, после обрезки верхней и нижней части слиток оформляется в более удобную и рациональную форму, что благоприятно отражается на его продвижении вдоль подины печи и на самом процессе прокатки. Поверхностные трещины и плены удаляют с помощью огневой, пневматической или наждачной зачистки.
На поверхности сляба могут проявляться продольные и поперечные трещины, плены. Возможно, что все эти дефекты наследственные и образуются при прокатке слитков на слябинге. Поверхностные плены образуются еще при прокатке слитка, подкорковые пузыри которого располагаются близко к поверхности и при высокой деформации смещаются в ней, проявляясь в виде дефектов.
Слябы являются также исходным материалом и при прокатке универсальной стали. Ширину слябов в этом случае принимают больше ширины полосы (листа) на 30-60 мм, а толщину и длину определяют, исходя из длины прокатываемой полосы, а также размеров нагревательных печей. Универсальную листовую сталь прокатывают на одноклетевых универсальных станах; поэтому чем меньше толщина слябов, тем больше производительность станов.
Для нагрева слябов и слитков в настоящее время применяют устройства двух типов: методические печи и нагревательные колодцы. Первые используют для нагрева слябов и слитков сравнительно небольшой массы (не более 6 т), вторые – для нагрева слитков больших размеров и массы. Нагрев слябов осуществляют в методических многозонных печах с торцовой посадкой и выдачей, двусторонним подогревом, работающих на газовом топливе. Подогрев газа и воздуха осуществляют примерно до 800 и 400 °С соответственно. Как правило, методические печи отапливают смесью доменного и коксового газов или природным газом. Часовая производительность методических печей, установленных на современных высокопроизводительных печах, при холодном всаде составляет до 150 т, при горячем – до 250 т. Температура нагрева слябов определяется химическим составом стали и допускается в пределах 1150-1250 °С. Продолжительность нагрева металла зависит от температуры слябов при посадке, их толщины и химического состава.
С точки зрения режимов нагрева сталь делят на шесть групп.
1. Низкоуглеродистую сталь (кипящую) можно нагревать интенсивно до максимальной температуры 1280°С без получения больших внутренних напряжений, развитие которых может привести к образованию трещин.
2. Спокойная углеродистая сталь с содержанием до 0,3 % С требует некоторого снижения интенсивности и пониженной температуры нагрева (1270°С).
3. Марки стали с 0,3…0,5 % С, включающие марганцовистую 15Г…ЗОГ. 09Г2. 10Г2, хромистую 15Х…35Х, сталь 15ХСНД. 15ГС, 14Г2. сталь 08ГС. 08Г2С. 12ГС, объединены в данную группу на основе схожих теплофизических характеристик. Нагрев стали данной группы требует большой осторожности по сравнению со сталью второй группы.
4. Марки углеродистой стали с 0,5-0,75 %С, включающие марганцовистую сталь 40Г-70Г, 10Г2-15Г2, А12, гаечную сталь, хромистую сталь 40Х, 45Х, 10ХСНД, ТВМ, 25Г2С. 18Г2С, ЗОХГ2С, 35ГС, 14ГС, 20Г2С; также объединены по сходности их теплофизических свойств; нагрев металла осуществляют до 1180-1190 "С.
5. Высокоуглеродистая и легированная сталь с содержанием 0,75 % С, эвтектоидная и заэвтектоидная стали. Сюда же относят и кремнистую сталь 55С2. 60С2. 60С2ХА, 40ХС, 35ХС. УГ. УВ; температура нагрева не выше 1180°С.
6. Высоколегированную и специальную сталь нагревают по особому технологическому режиму, отвечающему требованиям теплофизических свойств.
Такая классификация стали может быть рекомендована для режимов нагрева слитков в нагревательных колодцах.
При прокатке листовой стали на непрерывных станах широко применяют горячий всад слябов в печи. Слябы, прошедшие через машину огневой зачистки в потоке обжимных станов и резку на мерные длины, сразу же поступают в нагревательные печи листопрокатных станов. Число горячих слябов обычной стали, поступающих в нагревательные печи листопрокатных станов, достигает 90 % от общего объема проката. При этом на склады полупродукта поступает лишь небольшое число слябов, требующих охлаждения и дополнительной зачистки поверхностных дефектов.