Способ охлаждения полосы между клетями прокатного стана

 

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛОСЫ МЕЖДУ КЛЕТЯМИ ПРОКАТНОГО СТАНА, .включающий управляемую подачу охладителя сверху и снизу на поверхность полосы, лрокатываемой с регулируемым натяжением путем изменения положения полосы относительно оси прокатки , отличающийся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет расширения диапазона регулирования ее симметричного охлаждения , угол между осью струи охладителя и осью прокатки изменяют одновременно с изменением положения полосы , при этом угол между осью струи охладителя, подаваемого сверху на поверхность полосы, и осью прокатки уменьшают, a угол между осью струи охладителя, подаваемого снизу, и , осью прокатки увеличивают пропорционально углу подъема полосы относи .тельно горизонтальной плоскости. (Л с со САЭ ОО vl 00

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ГЕСПУВЛИН

ЗСЮ В 21 В 45 02 (21) 3581584/22-02 (22) 20.04.83 (46) 23.05.84; Бюл. В 19 (72) Б.А.Поляков, М.А.Бобров и В.И.Халеев (7 1) Липецкий политехнический институт (53) 621.771.2.04(088.8) (56) 1. Патент США У 3779054, кл. 72-13, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 889171, кл. В 21 В 45/02, 1981. (54)(57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛОСЫ

МЕЖДУ КЛЕТЯМИ ПРОКАТНОГО СТАНА,,включающий управляемую подачу охладителя сверху и снизу на поверхность полосы, прокатываемой с регулируемым

SU„„1093378 А натяжением путем изменения положения полосы относительно оси прокатки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет расширения диапазона регулирования ее симметричного охлаждения, угол между осью струи охлади» теля и осью прокатки изменяют одновременно с изменением положения полосы, при этом угол между осью струи охладителя, подаваемого сверху на поверхность полосы, и осью прокатки уменьшают, а угол между осью струи охладителя, подаваемого снизу, и осью прокатки увеличивают пропорционально углу подъема полосы относи. тельно горизонтальной плоскости.

1093378

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технике охлаждения полосы между клетями йрокатного стана.

Известен способ межклетевого охлаждения полосы, включающий подачу охладителя под давлением сверху и снизу на поверхность полосы, прока.тываемой с регулируемым натяжением путем изменения положения полосы относительно оси прокатки g1 3.

Недостатком указанного способа является несимметричное охлаждение с обеих сторон полосы, обусловленное различным теплообменом на верхней и нижней поверхности, вызванным изменением давления струй охладителя и площади охлаждения при вертикальном перемещении полосы под воздействием петледержателя. Это способствует возникновению температурных напряжений, вызывающих коробленне полосы, что ухудшает условия захвата полосы ,валками.

Наиболее близким к изобретению является способ охлаждения полосы между клетями прокатного стана, включающий управляемую подачу охладителя сверху и снизу на поверхность полосы прокатываемой с регулируемым натяжением путем изменения положения полосы, относительно оси прокатки623.

Недостатками известного способа являются невозможность его реализации во всем рабочем диапазоне регулирования теплообмена с обеих сторон полосы, так как интенсивность охлаждения и коэффициент теплоотдачи увеличивается с ростом удельного расхода охладителя (плотности орошения) только до определенного предела, уменьшение надежности системы охлаждения вследствие повышения давления охладителя.

Целью изобретения является повышение качества полосы за счет расширения диапазона регулирования ее симметричного охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения полосы между клетями прокатного стана, включающему управляемую подачу охладителя сверху и снизу на поверхность полосы, прокатываемой с регулируемьяк натяжением путем изменения положе,ния полосы относительно оси прокатки, угол между осью струн охладителя и осью прокатки изменяют одновременно с изменением положения полосы,при этом угол между осью струи охладите-. ля, подаваемого сверху на поверхность полосы, и осью прокатки уменьшают, а угол между осью струи охладнтеля, подаваемого снизу, и осью прокатки увеличивают пропорционально углу подъема полосы относительно горнэонтальной плоскости.

Сущность предлагаемого способа ох5

10 лаждення полосы между клетями прокатного стана заключается в том, что за счет изменения угла между осью струи охладителя н осью прокатки одновременно с изменением положения полосы относительно оси прокатки стабилизируется ширина зоны охлаждения и плотность орошения сверху и снизу полосы.

При изменении положения полосы относительно оси прокатки уменьшение уг15

Принятые обозначения: 1 и 2 - рабочие валки чистовых клетей; 3 - прокатываемая полоса; 4 — петледержатель, 5 - верхнее охлаждающее уст45 ройство 6 - нижнее охлаждающее устройство; Ч - угол подъема полосы относительно оси прокатки;,e(q — угол между осью струи охладителя, подаваемого сверху, и осью прокатки; то же для охладителя, подаваемого снизу; 1 — расстояние от верхнего и нижнего охлаждающих устройств до оси прокатки;. 1 — расстояние от охлаждающих устройств до оси клети;

В и В н — ширина эон охлаждения сверху и снизу полосы; т- угол расширения струи охладителя.

В процессе прокатки полоса 3 занимает определенное положение в простSS ла между осью струи охладителя, подаваемого сверху иа поверхность полосы, и осью прокатки и увеличение угла между осью струи охладителя, подаваемого снизу, и осью прокатки обеспечивает постоянство ширины зоны, охлаждения сверху и снизу полосы прн

:любом положении петледержателя.

Стабилизация ширины зоны охлаждеЗп ния сверху и снизу полосы обеспечивает постоянство плотности орошения, коэффициента теплообмена и теплосъе». ма с обеих сторон полосы.

На фиг. 1 представлена схема про3S катки листа между двумя чистовыми клетями при нулевом значении угла подъема полосы относительно оси про" катки; на фиг. 2 — то же при значении угла, равном М .

40, 1093 ранстве, определяемое положением петледержателя 4. При положении петледержателя, соответствующем нулевому значению угла подъема полосы относительно горизонтальной плоскости, на поверхности полосы создается зона охлаждения шириной В сверху и

Вн снизу (фиг. 1). Подачу охладнтеля сверху и снизу подбирают из условия обеспечения симметричного охлажде- 10 ния полосы 3.

Теплосъем с полосы определяется произведением ж В, где ж - коэффициент теплообмена;  — ширина зоны охлаждения. Коэффициент теплообмена (коэффициент теплоотдачи) зависит главным образом от плотности орошения, которая в свою очередь определяется как величина расхода охлади- . теля, подаваемого на единицу площа- 20 ди зоны охлаждения. Для обеспечения постоянного теплосъема сверху и снизу полосы при неизменном расходе охладителя необходимо выполнение условия В В„. 25

При изменении положения петледержателя 4, соответствующем углу подъема полосы относительно горизонтальной

I, плоскости (фиг. 2), расстояние между

:полосой 3 и верхним охлаждающим уст- 3О ройством 5 уменьшается, а расстояние между полосой 3 и нижним охлаждающим устройством 6 увеличивается. Вследствие этого ширина зоны охлаждения . сверху полосы уменьшается, à снизу 35 увеличивается. Это приводит к увеличению плотности орошения сверху и уменьшению ее величины снизу полосы.

Так как зависимость между коэффициентом теплообмена и плотностью ороше- 40 ния имеет нелинейный характер, то это приводит к изменению величины теплосъема с верхней и нижней поверхности, т.е. нарушается симметричность охлаждения. Поэтому необходимо 45 изменить ширину зоны охлаждения свер" ху и снизу полосы до первоначального (при М= О) значения, при этом ширину зоны охлаждения. сверху увели-. чить, а снизу уменьшить. 50

Пусть ширина зоны охлаждения сверху и снизу полосы при Ч= О равна

В (фиг. 1) . Для обеспечения симметричного охлаждения полосы при различном положении полосы относительно горизонтальной плоскости необходимо, чтобы ширина зоны охлаждения сверху и снизу полосы быпа равна В

378 4 (Ь- И Ч со5Ч(1 (оС+у(2)- tg (о - у/2 )) =8 (2) (ЬИИ)со5Ч(1Ф()5+1/2)-tg (Р- Э/2))= б, (3) ) где с - угол между осью струи охлади теля, подаваемого сверху,и перпендикуляром к оси прокатки;

P — угол между осью струи охладителя, пОдаваемого снизу и перпендикуляром к оси прокатки.

Выражение (2) соответствует верхней зоне охлаждения, а (3) — нижней зоне охлаждения (фиг. 2) .

Уравнения (2) и (3) после тригонометрических преобразований (для . В < 2(Ь +ЬфЧ„„,„) со5 Ч t)4/, представляется в виде

51ь г (Ь- И Ч}cosq 6, (2а) — (соэ + соБ M)

2 (Ъ+ 1) tg Ч) co5Ч =в, — (cos г + соя 2р )

2 с05 2aL =

-сову (25) 2(Ъ+ Qtg Ч) cos У si и у ,со528 =

Со5 г (55) 1 2(Ф- И Ч) со5ЧМ у, с = - СЬгССО5 СО5 у (29) 2(tt Neqjco545«

)5= — с1гССО5 со5 f < 8B )

2 где Ч „ - максимальное значение уг ла подъема полосы относительно горизонтальной плоскости.

Таким образом, увеличение угла между осью струи охладителя, подаваемого сверху, и перпендикуляром к оси прокатки до значения, равного аЦ приводит к увеличению ширины soны охлаждения, уменьшению плотности орошения и восстановлению теплосъема с верхней поверхности полосы на прежнем уровне. Аналогично, увеличение угла между осью струи охладителя, подаваемого снизу,и перпендикуляром к оси прокатки до значения равного р, приводит к уменьшению ширины зоны охлаждения, увеличению плотности орошения и восстановлению теплосъема с нижней поверхности полосы на прежнем уровне.

1093378 рНЯИПИ Заказ 3340(6 Тираж 796 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óàrîðîä, уп.Проектная, 4

Для обеспечения симметричного охлаждения полосы при различном положении петледержателя коллектора верхнего и нижнего охлаждающих устройств установлены на шарнирные опоры. Изме- 5 нение угла между осью струи охладителя и осью прокатки при подъеме петледержателя, соответствующем отклонению полосы от горизонтальной плоскости на угол Ч, осуществляют поворотом коллектора верхнего охлаждающего устройства на угол с, а коллектора нижнего охлаждающего устройства на угол р . При этом стабилизируется ширина зоны охлаждения и тепло." 15 съем сверху и снизу полосы. Таким образом, осуществляется симметричное охлаждение сверху и снизу при лЬбом рабочем положении петледержателя.

Пример . Проводят межклете- 20 вое охлаждение полосы Зх1500 мм из стали 3CII, прокатываемой в чистовой группе клетей непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки Новолипецкого металлургического завода, Средний теплосъем с верхней поверхности полосы определяют с помощью пирометров. Расход охладителя в одном коллекторе верхнего и нижнего охлаждающего устройства составля- 30 ет 100 м /ч в каждом. Охлаждающие коллекторы располагают на расстоянии

0 5 м от оси прокатки и 1 м от оси клети. Ширина зоны охлаждения при горизонтальном положении прокатываемой полосы составляет 0,75 м сверху и снизу. Плотность орошения верхней и нижней поверхности 66,7 м /ч м .

При этом теплосъем с поверхности полосы равен 20 С. При изменении поло-40 о с жения петледержателя, соответствующем углу подъема полосы относительно горизонтальной плоскости = 10, ширина верхней зоны охлаждения уменьшается до 0,36 м, а нижний увеличивается до 0,99 м. Плотность орошения сверху увеличивается до 138 м /ч м, а снизу уменьшается до 50 м /ч ° м .

При этом теплосъем с верхней поверхности уменьшается до 11 С, а с нижней увеличивается до 22 С. Одновременно с изменением положения полосы под воздействием петледержателя изменяют угол между осью струи охладителя, подаваемого сверху, и осью прокатки до 48, поворачивая верхний коллектор вокруг его оси по часовой стрелке на 42О, а угол между осью струи,охладителя, подаваемого снизу, и осью прокатки изменяют до 73, поворачивая нижний коллектор вокруг его оси по часовой стрелке на 17

При этом ширина зоны охлаждения сверху увеличивается, а снизу уменьшается до 0,75 м, плотность орошения сверху уменьшается, а снизу увеличивается до 66, 7 м /ч м . Теплосъем сверху и снизу равен 20 С, т.е. осуо ществляется симметричное охлаждение.

Предлагаемый способ охлаждения полосы между клетями прокатного стана обеспечивает повышение качества проката за счет расширения диапазона регулирования симметричного охлаждения. Реализация симметричного охлаждения позволяет исключить коробление полосы, улучшить условия захвата полосы валками, а следовательно, повысить производительность прокатного стана,