Способ автоматического управления ускоренным охлаждением полосы на стане горячей прокатки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3»59 В 21 В 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ где т кп» см,4 с

Р ти . КЕ

2(2- 8) »- Е где РВ:»- 1- — в то то -Д бти ти

+Т » см

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3289393/22-02 (??) I8.05;82 (46) 23.07.83. Бюл. М 27 (72) П.С. Гринчук, И.Д. Лаптев, .

Г.H. Наумова, И.А, Опрышко, Г.3. Зайниев, И.И. Дзюбенко и Н.И. Ясинская (71) Киевский, институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС и Производствен-. ное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (53)621 ° 771..23"415..016.2..002.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 248613, кл. В 21 В 37/10, 1969.

2 . Патент Японии 11 52-34026, кл. В 21 В 37/10, 1977.

3. Патент Японии М, 52-49419, кл. В 21 В 37/00, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЦИ ОХЛАЖДЕНИЕИ

ПОЛОСИ НА СТАНЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, включающий управление секциями устрайства ускоренного охлаждения в за. висимости от толщины, скорости прокатки, температурь» конца прокатки и смотки полосы, о т л и ч а ю " шийся -тем, что, с целью повыше" . ния качества полосы за счет получения требуемых механических свойств по всей длине полосы из стали с различным химическим соатавом, определяют предел текучести полосы в очаге . ее деформации в последней активной клети и в соответствии с найденным пределом текучести корректируют рас- ход охлаждающей жидкости, при этом температуру смотки полосы определяют по формуле. „.SU„„1030060 А заданный предел текучести, кгс/мм2; предел текучести металла в очаге деформации послед- . ней активной клети, кгс/мм предел текучести металла при температуре, равной температуре конца прокатки и относительном обжатии, равном

„у,„, кгс/„г. температура конца прокатки и смотки, С, где - длина первого участка воздушного охлаждения,,м; 3

V - скорость прокатки, м/с; и - толщина полосы.".на выходе из последней активной клети, мм» з ,К„,К - коэффициенты, например, для Я углеродистой стали обыкновенного качества, равные" ((=0,04» — с.i К =Ф, 14 С, К -0,036

2. Способ по и. 1,- о т л и ч а юшийся тем, что предел текучести « определяют по величине усилия про- ( катки в последней активной клети по формуле усилие прокатки, кг; ширина прокатываемого металлаэ ммф радиус рабочего валка, мм; относительное обжатие в последней активной клети, мм.

1 10300

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при ускоренном охлаждении полос на широкополосных станах горячей прокатки.

Известен способ регулирования температуры смотки полос, который предусматривает измерение температуры полосы на выходе из чистовой группы клетей и температуры полосы перед смоткой ее s рулон, измерение скорости полосы,. задание геометрических размеров полосы и температуры смотки, расчет необходимых режимов охлаждения и подачу рассчитанного количества охлаждающей воды на полосу, причем в момент выхода конечного участка полосы иэ зоны визирования пирометра, измеряющего температуру полосы на выходе из чистовой группы, запоминается температура полосы и используется при расчете режима охлаждения конечного участка полосы Г1 .

Известен также способ и устройство для контроля температуры при сматывании горячекатаной .полосы, который предусматривает измерение скорости, толщины, температуры полосы на выходе иэ чистовой группы клетей температуры койца прокатки и температуры смотки, а та е задание тем- 30 пературы смотки и коэффициентов теп-:. лопередачи (2 1.

Недостатком обоих известных способов является невозможность получения проката с заданными характеристи-35 ками механических свойств, так как при расчете режимов охлаждения не учитывается химический состав прокатываемого металла, условия прокатки в чистовой группе клетей и величина остаточ-40 ного упрочнения полосы в момент подхода каждого ее участка к устройству ускоренного охлаждения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 45

" результату является способ и устройство регулирования температуры смотки на стане горячей прокатки, в котором для регулирования температуры смыки полосы в рулон используются показания датчиков температуры, толщины и скорости полосы, перед входом ее а,устройство ускоренного охлаждения задается также скорость охлаждения и температура смотки. Затем для каждого участка полосы, в зависимости от измеренной температуры, определяются режимы охлаждения, пара60 .2 метры которых последовательно за- . поминаются и по мере продвижения полосы, в соответствии с рассчитанными режимами, осуществляется регулирование температуры смотки путем включения соответствующего числа секций устройства ускоренного охлаждения 3 $

Однако известный способ не учитывает при формировании механических свойств прокатываемой полосы такие возмущающие воздействия как химический состав прокатываемого металла, скорость деформации и степень деформации прокатываемого металла, а также величину остаточного упрочнения полосы в момент подхода ее к устройству ускоренного охлаждения, которые оказывают влияние на механические свойства металла.

Целью изобретения является повыше.ние качества полосы за счет получения требуемых механических свойств по всей длине. полосы иэ стали с различными химическими составами.

Поставленная цель достигается тем, что,согласно способу автоматического управления ускоренным охлаждением по- лосы на стане горячей прокатки, включающем управление секциями устройства ускоренного охлаждения в зависимости от толщины, скорости прокатки, температуры конца прокатки и смотки полосы определяют предел текучести полосы в очаге ее деформации в последней активной клети и в соответст. вии с найденным пределом текучести корректируют расход охлаждающей жид,кости, при этом температуру смотки полосы определяют по формуле .

dTO 4To

+ +gg- — q ти 6ти ти

+т кп

1 где 5 - заданный предел текучест ти;

6 „- предел текучести металла в очаге деформации последней активной клети, кгс/мм ;

6то- предел текучести металла при температуре, равной температуре конца прокатки и относительном обжатии, равном нулю, кгс/мм

Т и Т - температура конца прокатки

«и и смотки, С

L ч(и -к т (-о,o2g(ev)), .

1030060 4 радиусах рабочих .валков последней

Q. и предпоследнейк- активных кле1 1-1 тей, а также длина первого участка воздушного охлаждения L и заданное значение предела текучести Д .

После выхода металла в последнюю активную клеть производится измерение усилия прокатки в этой клети Р и угловых скоростей вращения рабочих

10 валков последней и; и предпоследней и- 1 активных клетей, а также толщины 11 и ширины В полосы и температуры конца прокатки Т кп. Производится расчет величины относительного обжатия

Я и величины предела текучести в очаге деформации последней активной клети 6 . Затем производится расчет требуемои температуры смотки Т „„на основании полученного значения б, заданного значения предела текучес™ти 6.„., 1

: измеренного значения температуры конца прокатки Ткп и с учетом степени разупрочнения металла. Расчет производится в темпе с прокаткой для каждого j -го участка полосы с целью обеспечения постоянства заданной величинй предела текучести Д для каждого из этих участков. Результаты расчета Т и измеренное значение T ä ввЬдятся в узел сопровождения, в котором осуществляется привязка результатов измерения и воздействия на температуру полосы в устройстве ускоренного охлаждения для каждого j -ro участ. ка полосы.

Производится расчет;требуемого количества и очередности включения секций устройства ускоренного охлаждения. Включение секций осуществляется по сигналам, поступающим из узла сопровождения с учетом задаваемых длин неохлажденных или менее охлажденных переднего и заднего концов полосы.

Измеряется реальная температура смотки для 1-го участка полосы. Она сравнивается с заданной температурой смотки и в случае необходимости осуществляется коррекция зависимостей, по которым производится расчет требу" емого количества и очередности включения секций устройства ускоренного охлаждения.

На чертеже изображенаструктурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На схеме обозначены: 1 - измеренное значение толщины полосы 11; 7.измеренное значение усилия прокатки в последней активной клети Р; где(,длина первого участка воздушного охлаждения,.м; скорость прокатки, м/с; толщина полосы на выходе иэ последней активной клети, мм; коэффициенты, например, для углеродистой стали обыкновен" ного качества, равные

К„крКК = 0,047 мм ( кз = 0,00З6, K2 4,14 с, Кроме того, предел текучести определяют по величине усилия прокатки в 15 последней активной клети по формуле

6ти = ! где Р - усилие прокатки, кг;

В - ширина прокатываемого металла, мм;

Я - радиус рабочего валка, мм;

Я - относительное обжатие в последней активной клети, мм.

С увеличением содержания углерода: предел текучести монокристалла ферритов Йо увеличивается, а коэффициент размера зерна Ку уменьшается.

Способами уменьшения зерна являются ЗО понижение температуры нагрева, понижение температуры конца прокатки; увеличение степени деформации s завершающих этапах прокатки, интенсивность принудительного охлаждения по- 35 лосы на отводящем рольганге.

Чем меньше содержание углерода в стали, тем более эффективным являетК ся влияние - на. д.

Это свидетельствует о необходимос- . ти учета химического состава стали при реализации процесса автоматического управления ускоренным охлаждением полосы на стане горячей прокатки.

На основании известных зависимостей можно определить, какой должна быть температура смотки, чтобы обеспечить получение заданного предела текучести при изменяющемся темпера" турно-скоростном режиме. прокатки и химсоставе прокатываемого металла.

Согласно способу управление устройством ускоренного охлаждения осу-, ществляется в следующей последова- 55 тельности.

До входа металла в последнюю активную клеть вводится информация о

5 103006

3 - измеренное значение ширины полосы В; 4 - радиус рабочих валков пред, последней активной клети,Р;.); 5 " радиус рабочих валков последней активной клети Р„ ; 6 - измеренное значение угловой скорости вращения рабочих валков предпоследней активной клети и

7 - заданный предел текучести Д, 8 - заданная длина первого участка воздушного оклаждения ).; 9 - измерен- 10 ное значение угловой скорости вращения рабочи валков последней активной клети п 110 - измеренное значение температуры конца прокатки;11 и 12 -заданные длины неохлаждаемых или охлаж- 15 даемых в меньшей мере переднего И заднего концов полосы; 13 - измеренное значение температуры смотки; Т, 1.4узел расчета относительного о(сжатия в последней активной клети )»; 15-относительное обжатие в последней активной чистовой клети,; 16 " узел расчета предела текучести в очаге деФормации последней активности клети бт„;

17 - предел текучести в очаге деФормации последней активной клети д

18 - узел расчета заданной температуры.сматки, Т „„; 19 - заданная температура смотки для 1 -го участка полосы в момент прохождения его через 30 .последнюю активную клеть; 20 - узел сопровождения, 21 - заданная температура смотки для )-f-o c K noflocH в момент прохождения его под пирометром, измеряющим температуру смотки; 22 - измеренная температура кон- .

35 ца прокатки j-го участка полосы в момент прохождения его через устройство ускоренного охлаждения; 23 - заданная температура смотки для j-го участка полосы в момент прохождения

40 его через устройство ускоренного охлаждения; 24 - узел коррекции по температуре смотки; 25 - узел расчета количества и последовательности внлюсекций устройства ускоренно -о 45 охлаждения; 26-28 - включаемые секции устройства охлаждения.

Йример конкретной реализации на стане 2000 горячей прокатки. Опреде" лить закон изменения температуры 50 смотки Т при принудительном охлажФм дении .на отводящем рольганге полосы из стали BCA.

Температура конца прокатки: передО него конца полосы Т1,„ = 866 С п.к., о заднего конца полосы Тки 858 С з.к.

Усилие прокатки на переднем конце полосы Ри = 964 10 кг и.к., на зад3 нем конце полосы Р„ 989-10 кг з.к.

Скорость прокатки переднего конца полосы 1 и„= 10 м/о; .заднего конца полосы V3 — 14 м/с..

Относительное обжатие Е = 0,122

cons C °

Радиус рабочего валка R, 400 мм.

Определяем предел текучести в очаге деФормации в последней чистовой клети по уравнению

Р P д", Въ.g-„Д мД, я. Е

2(2- Е) где P - усилие прокатки, кг;

В - ширина прокатываемого метал« ла, мм;

n " "коэФФициент напряженного соо стояния;

3 " длина дуги захвата, мм; г - радиус рабочего валка, мм;

f. - -относительное обжатие в последней активной клети, мм.

Величины Р, В, Ь.и -R могут быть измерены с высокой степенью точности, Величина K может задаваться s случае стабилизации усилия прокатки в последней активной клети или рассчиты" ваться по следующей Формуле

Я (1+5. 1п.

1- 1 нг. -1

1 1

Где Ц р и ° " радиусы рабочих вал. ков предпоследней и последней активных клетей, мм на переднем конце полосы

5 20,1 кг/мм > на заднем конце олосы

6ти 20,6 кгlмм тиэк

Предел текучести металла на входе в устройство ускоренного охлаждения

on еляем по авнениям ти ги где бт0 - предел текучести металла при температуре, равной температуре конце прокатки и от. носительном обжатии, равном нуле, кг/мм;

М)К2 КЭТкп )-0<02

Углеродный эквивалент С „ 0,25И, толщина полосы Ь 1,8 мм; шйрина полосы В 1820 мм, длина первого участка воздувного охлаждения Q 8 MM ред ур . штоф То А д

6 =д — + )- е тех ти 6

7 10300 где. L - длина первого участка воздушного охлаждения, м;

Ч - скорость прокатки, м/с;

h - толщина полосы на выходе из последней клети, мм;

К„,К,К- коэФФициенты, например для углеродистой стали обыкновенного качества, в том числе для стали ЗСП, равные

25 т т

ЬХ

1 к /мм

К =0,041 /

Т =Т см кп

К3 = 0,0036 с/ОС

Пол чаем значения для переднего конца полосы:

2 15

= 12, кг/мм пн для заднего конца полосы;

= 14,3 кг/мм

3К

Для стали ЗСП в соответствии с . ГОСТ 380-71 предел текучести . Ъ 25 кг/мм

Определяем тейпературу смотки по уравнению

8 для переднего конца полосы

7 . .92оg; сюпн для заднего конца полосы

Том = 630 С °

Из приведейного расчета следует, что для стабилизации предела текучести (б. = 25 кг/мм = Const). Ней обходимо изменить температуру смотки от 592 С на переднем конце полоо сы до 630 С на заднем конце полосы.

Если не применять данный способ и осуществлять процесс охлаждения так, как это принято, например стабилизировать температуру смотки на . уровне 630 С, то по длине полосы о будем иметь различные значения предела текучести, а именно на переднем конце 23,2 кг/мм ; на зад2. ,нем конце т 25 Kr/ì÷ .

Реализация изобретения позволяет стабилизировать показатели механических свойств в рассматриваемом примере предел текучести 5 T по всей длине полосы, в то время как существующие способы не обеспечивают выполнения этого условия.

Технико"экономический эффект от внедрения изсбретения составит ориентировочно 300 тыс.py6 ° в год на одном прокатном стане.

ВИИИПИ Заказ 5044/12 Тираж 816 Подписное

«е

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4