Патент на изобретение №2380181

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА НА ШИРОКОПОЛОСНОМ СТАНЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для обеспечения получения листового проката с заданными размерами (толщиной), геометрией и механическими свойствами по ширине полосы при производстве широких горячекатаных полос, например подката для производства жести. Способ включает охлаждение полосы в межклетьевых промежутках сверху и снизу струями воды по ширине полосы в чистовой группе клетей и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге. Оперативное управление толщиной и геометрией раската обеспечивается за счет того, что подачу струй охлаждающей воды в предпоследнем межклетьевом промежутке осуществляют навстречу направлению движения полосы под углом к ее поверхности с возможностью регулирования величины угла и направления струй, причем величина угла наклона струй воды к верхней поверхности полосы всегда меньше величины угла наклона струй к ее нижней поверхности, а в первой половине секций отводящего рольганга по ходу движения полосы ее охлаждают сверху свободно падающим потоком воды, а снизу – струями воды под давлением, направленными под углом к поверхности полосы с возможностью регулирования величины угла и направления струй.

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос, например подката “двойной” ширины для производства жести.

Известен способ резкого охлаждения стальной горячекатаной полосы путем подачи охлаждающей среды на нижнюю и верхнюю поверхности движущейся полосы по всей ее ширине (заявка Японии 3-10407 МКИ⁵ В21В 45/02, С21D 9/52).

Недостатком данного способа является низкая эффективность управления температурой поверхности широкой полосы, а следовательно, невозможность получения заданных механических свойств и требуемых отклонений толщины по ширине и длине горячекатаного проката.

Известен способ охлаждения горячекатаной полосы, используемый в технологии горячей прокатки полос, включающий межклетьевое охлаждение в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, причем в чистовой группе клетей производят чередование по ходу прокатки управляемого, переменного по ширине полосы, охлаждения водой в четных проходах и равномерного по ширине полосы ее охлаждения в нечетных проходах, кроме того, в четных проходах охлаждение поверхности полосы по ее ширине осуществляют перед входом в очаг деформации путем ограничения подачи воды в центральную часть полосы (патент РФ 2288051).

Недостатком данного способа является сложность управления тепловым профилем полосы по ее ширине и, как следствие, нестабильность свойств по ширине полосы.

Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ охлаждения листового проката на широкополосном стане горячей прокатки, используемый в способе горячей прокатки полос толщиной преимущественно 1,5-2,5 мм, включающий межклетьевое охлаждение в чистовой группе клетей стана путем подачи струй охлаждающей среды (воды) сверху и снизу на полосу в межклетьевых промежутках и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, причем в данном способе осуществляют управляемое попеременное охлаждение раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой, а также охлаждение полосы по ее ширине непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы (патент РФ 2254181).

Недостатком ближайшего аналога является сложность обеспечения требуемой геометрии по ширине горячекатаных широких полос, что отрицательно сказывается при последующем производстве холоднокатаной продукции.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение получения листового проката с заданными размерами (толщиной), геометрией и механическими свойствами по ширине полосы.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе охлаждения листового проката на широкополосном стане горячей прокатки, включающем охлаждение в межклетьевых промежутках сверху и снизу струями воды по ширине полосы в чистовой группе клетей и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, в отличие от ближайшего аналога, в предпоследнем межклетьевом промежутке струи охлаждающей воды подают навстречу направлению движения полосы под углом к ее поверхности с возможностью регулирования величины последнего и направления струй, причем угол наклона струй воды к верхней поверхности полосы всегда меньше величины угла наклона струй к ее нижней поверхности, кроме того, в первой половине секций отводящего рольганга по ходу движения полосы ее охлаждают сверху свободно падающим потоком воды, а снизу – струями воды под давлением, направленными под углом к поверхности полосы с возможностью регулирования величины угла и направления струй.

При производстве широкого горячекатаного подката при отсутствии регулирования охлаждения поверхности горячей полосы в чистовой группе клетей затруднительно создание необходимого переменного теплового профиля полосы по ее ширине (т.е. профиля поперечного сечения), а следовательно, невозможно оперативное управление геометрией (размерами) раската, необходимое для снижения поперечной разнотолщинности при дальнейшей холодной прокатке.

Отличительные признаки заявляемого способа позволяют решить поставленную техническую задачу, то есть обеспечить управляемое охлаждение полосы по ширине, а именно управлять температурным профилем горячекатаной полосы по ее ширине путем изменения величины угла наклона и направления подачи струй охлаждающей воды на поверхность полосы. Таким образом, при производстве горячекатаного листового проката создается необходимый переменный тепловой профиль по его ширине, а именно – снижение разнотолщинности.

Заявляемое техническое решение позволяет на обеих поверхностях полосы обеспечить требуемую разность температур между центральным и прикромочными участками полосы за счет возможности предупреждения попадания воды в заданную зону в центральной части полосы с постепенным увеличением количества подаваемой воды к краям полосы. Таким образом обеспечивается возможность оперативного управления толщиной и геометрией горячекатаного раската по его ширине.

Признак, характеризующий режим охлаждения горячекатаного листового проката (полосы) в первой половине секций отводящего рольганга по ходу движения полосы, позволяет уменьшить разницу в механических свойствах верхней и нижней поверхностей полосы, а также положительно влияет на геометрию полосы. Вода, попадающая на верхнюю поверхность и стекающая через кромки, обладает большей охлаждающей способностью за счет большего времени контакта полосы с водой по сравнению с нижней поверхностью, поэтому на нижнюю поверхность подают струи воды под давлением с возможным регулированием величины угла и направления струи, что позволяет в единицу времени подавать большее количество воды на нижнюю поверхность, по сравнению с количеством свободно-падающей воды на верхнюю поверхность полосы.

Пример осуществления способа.

На широкополосном стане «2000» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывали полосу из Ст. 08ПС размером 2,3×1670 мм. Задаваемые технические характеристики процесса:

Расход воды в одном ряду сопел 108 м³/час, расход воды на одно сопло 5/9 м³/час.

Угол наклона охлаждающей струи к поверхности полосы:

– для верхней поверхности – 45°;

– для нижней поверхности – 75°, расход воды на одну секцию 312 м³/час.

Перед горячей прокаткой полос требуемой ширины производится настройка системы охлаждения листового проката, заключающаяся в установке сопел устройства охлаждения в предпоследнем межклетьевом промежутке и сопел устройства охлаждения нижней поверхности полосы в первой половине секции на отводящем рольганге таким образом, что струи охлаждающей воды подают навстречу движению прокатываемой полосы (навстречу направлению прокатки) под углом к поверхности полосы, причем: в предпоследнем межклетьевом промежутке угол наклона сопел к верхней поверхности полосы составляет 45°, к нижней поверхности – 75°, а в первой половине секции на отводящем рольганге под углом расположены только сопла, охлаждающие нижнюю поверхность полосы.

Сляб, нагретый до требуемой температуры, поступает на широкополосный стан горячей прокатки, имеющий в своем составе черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройством межклетьевого охлаждения, а также отводящий рольганг с охлаждающими секциями и две группы моталок. После прокатки в черновой группе клетей широкополосного стана раскат толщиной 32 мм направляется по промежуточному рольгангу в чистовую группу, имеющую семь клетей, где полоса одновременно находится в нескольких клетях. В межклетьевых промежутках чистовой группы происходит охлаждение полосы известным способом. После захвата полосы предпоследней чистовой клетью производится подача воды на верхнюю и нижнюю поверхность полосы струями воды, направленными навстречу движению полосы; кроме того, подачу воды на полосу осуществляют в поперечном направлении к полосе от центра к ее периферийным участкам путем изменения направления и угла подачи струй посредством их отклонения в нужном направлении, при этом в центральной части полосы образуется локальная зона шириной 70-100 мм, на которую вода не попадает. Вода, попадая на оставшуюся поверхность полосы, увеличивает время ее контакта с поверхностью полосы от минимума в центральной части (за пределами локальной зоны) до максимума у кромок полосы. При этом формируется переменный тепловой поток на ее верхней и нижней поверхностях: центральная часть полосы в поперечном направлении оказывается охлажденной в меньшей степени по отношению к периферийным (прикромочным) участкам и имеет наименьший предел текучести, монотонно увеличивающийся к краям полосы. Охлажденная таким образом полоса при деформации в последней чистовой клети примет заданную форму поперечного сечения – двойную симметричную выпуклость, то есть толщина полосы в средней части ее ширины будет иметь наименьшую толщину, монотонно увеличивающуюся к кромкам.

После прокатки в последней чистовой клети полоса подается на отводящий рольганг, на котором при прохождении полосы через первую половину охлаждающих секций вода подается на верхнюю и нижнюю поверхность полосы, причем на верхнюю поверхность вода подается свободно падающим потоком, а на нижнюю под углом с отклонением струй воды в направлении от кромок к центральной части полосы. Таким образом, на нижнюю поверхность полосы воды подается больше, т.к. она подается под давлением. В результате такого охлаждения происходит регулирование теплового профиля полосы и, как следствие, ее механических свойств.

При прохождении полосы во второй половине отводящего рольганга охлаждающая вода подается без отклонения струй, т.е. традиционным образом.

Заявляемый способ может найти применение при производстве подката для жести «двойной ширины».

Использование полос «двойной» ширины после продольного роспуска пополам в качестве подката для переработки на непрерывных станах холодной прокатки для получения жести позволит значительно повысить производительность станов холодной прокатки, улучшить качество готовой жести, снизить брак по отклонениям от плоскостности и механическим свойствам.

Формула изобретения

Способ охлаждения полосы на широкополосном стане горячей прокатки, включающий ее охлаждение в межклетьевых промежутках сверху и снизу струями воды по ширине полосы в чистовой группе клетей и последующее охлаждение водой на отводящем рольганге, отличающийся тем, что в предпоследнем межклетьевом промежутке струи охлаждающей воды подают навстречу направлению движения полосы под углом к ее поверхности с возможностью регулирования величины угла и направления струй, причем величину угла наклона струй к верхней поверхности полосы устанавливают меньше величины угла наклона струй к ее нижней поверхности, в первой половине секций отводящего рольганга по ходу движения полосы ее верхнюю поверхность охлаждают свободно падающим потоком воды, а нижнюю – струями воды под давлением, направленными под углом к поверхности полосы с возможностью регулирования величины угла и направления струй.