Способ горячей прокатки металлов с узким температурным интервалом пластичности и устройство для регулирования тепловых потерь металла при горячей прокатке

 

1. Способ горячей прокатки металлов с узким температурнь1М интервалом пластичности, включающий нагрев металла до температуры максйг мальной пластичности, обжатие нагретого металла за несколько пропусков с регулированием тепловых потерь по ходу прокатки посредством экранов,о тличающийся тем, что, с целью снижения энергосиловых параметров прокатки за счет приближения температурных условий прокатки к изотермическому процессу , дополнительно на металл перед обжатием подают газообразньтй кислород , направляя его в сторону от клети между нижней и верхней поверхнос- .тями металла и экранами под углом 60-75 к продольной оси металла. i (Л фиеЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)4 В 21 В 37 10 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3795273/22-02 (22) 29.09.84 (46) 15.03.86. Бюл. № 10 (72) Ф.Е. Долженков, А.А.Булянда, ;К.Н,Савранский, FI.Â.Ãoí÷àðoâ, Ю.В.Коновалов, Г.Н.Шмаков, А.Я.Кудрин, А.П.Парамошин, P.Á.Ëîáæàíèäçå, С.Н.Богданов, M.Ñ.Áàáèöêèé, Л.А.Харченко и А.N.Ãîðäîí (53) 621.771.204.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 908458, кл. В 21 В 37/10, 1980.

Заявка ЕПВ ¹ 0032536, кл. В 21 В 37/10, 1981.

Патент Великобритании № 1603428, кл. В 21 В 45/00, 1981. (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛ ЛОВ. С УЗКИМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ИНТЕРВАЛОМ ПЛАСТИЧНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ МЕТАЛЛА ПРИ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКЕ (57) 1. Способ горячей прокатки металлов с узким температурным интервалом пластичности, включающий нагрев металла до температуры макси мальной пластичности, обжатие нагретого металла за несколько пропусков с регулированием тепловых потерь по ходу прокатки посредством экранов,отличающийся тем, что, с целью снижения энергосиловых параметров прокатки за счет приближения температурных условий прокатки к иэотермическому процессу, дополнительно на металл перед обжатием подают газообразный кислород, направляя его в сторону от клети между нижней и верхней поверхностями металла и экранами под углом о

60-75 к продольной оси металла.

2. Устройство для регулирования тепловых потерь металла при горячей прокатке, содержащее экраны, расположенные в линии рольгангов по обеим сторонам прокатной клети, в горизонтальной и вертикальной плоскостях снизу и сверху рольгангов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества металла и обеспечения температурных условий прокатки, приближающихся к изотермическому процессу, устройство снабже но установленными по обеим сторонам клети коллекторами с соплами для подачи газообразного кислорода, а.вер217515 тикальные экраны связаны посредством шарниров с боковыми сторонами горизонтальных экранов и снабжены приводом возвратно-поступательного перемещения, при этом сопла выполнены с регулируемым углом наклона к продольной оси горизонтальных экранов от 60 до 75 в направлении от клети.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что рабочие поверхности экранов выполнены из термостойкого теплоиэоляционного волокнистого материала со степенью черноты 0,3:О, 35.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных листов и плит из труднодеформируемых сталей и сплавов.

Цель изобретения - снижение энергосиловых параметров прокатки эа счет приближения температурных условий прокатки к изотермическому процессу, а также повышение качества металла и обеспечение температурных условий прокатки, приближающихся к изотермическому процессу, Пример. Перед прокаткой сляб с размерами 140 1260 2200 мм из спла ва на основе железа нагревают до температуры 1150 С и поддерживают эту о температуру в процессе прокатки.

В табл. 1 приведен режим обжатия и энергосиловые параметры при прокатке листов 14 ° 1800 мм.

Предлагаемый -способ осуществляется с помощью устройства для регулиро". вания тепловых потерь металла, установленного в линии рольгангов перед и эа клетью, содержащего теплоэащит-. ные экраны, охватывающие раскаты по всей плошади поперечного сечения. При прохождении раскатов через укаэанное устройство по широким граням сляба навстречу его перемещения межцу горизонтальными экранами нижней и верхней поверхностями металла под углом о

60-75 к его продольной оси подают газообразный кислород.

Под действием кислорода происходит интенсивное окисление железа и других составляющих элементов стали и сплавов до высших окислов, напри5 мер FeO до Ге 0, которое идет со значительным выделением тепла на поверхности раската. Это приводит к резкому увеличению температуры его поверхности. Применение экранов поз-

10 воляет перераспределить выделившееся тепло между прокатываемым металлом и рабочими поверхностями экранов и свести до минимума его потери в окружающую среду. Вследствие этого появ15 ляется возможность компенсировать потери тепла от контактного теплообмена раската с валками, охлаждения водой, других видов потерь, а также увеличить теплосодержание раската и

20 температуру в период пауз между проходами. Направление струй кислорода, в сторону от клети предназначено обеспечить сдув отделившейся окалины, грязи, окислившихся заусенцев с поверхности раскатов, предупреждая вкатывание этих частиц. Это способствует повышению качества поверхности.

Максимальный угол 75 между направлением струй и продольной осью раската выбран из условия обеспечения сдува воды с его поверхности и предупреждения.-ее попадания в зону действия установки. Увеличение этого угла приводит к нерациональному

1использованию кислорода, так как значительная часть отраженного от по1217515

В табл. 2 приведен режим обжатий при обычной прокатке листов размерами 14 1800 мм из сляба толщиной 140; из труднодеформируемого сплава с ино, тервалом пластичности 1150-950 С на стане 3600.

Эти режимы рассчитаны по допустимому значению силы прокатки 40 мН с учетом минимального падения темпера1п туры за период прокатки, При этом фактическое падение температуры соса тавляет 180 С и вызывает повышение сопротивления деформации сплава при прокатке с 11 до 42 кг/мм, что приводит к резкому снижению величины обжатия при прокатке в чистовой клети и, как следствие, к еще большему снижению температуры прокатки и пластических свойств металла. В этом слу чае прокатка крупногабаритных листов шириной 2800-3200 мм не представляет ся возможной.

Из сравнения данных табл. 1 и 2 следует, что согласно предлагаемому способу уменьшается число проходов и давление прокатки на аналогичном сортаменте и появляется возможность прокатки крупногабаритных листов.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для осуществления способа горячей прокатки с регулированием тепловых потерь металла (условно показано с одной стороны прокатной клети ), общий вид; фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

35 Устройство состоит из горизонтальных экранов 1, расположенных над и под роликами 2 рольганга, и вертикальных экранов 3. Последние установлены шарнирно на боковых сторонах

40 горизонтальных экранов и имеют винтовой привод 4 для установки к ним под углами 60-90 о

Рабочие поверхности экранов выполнены из термостойкого теплоизоляцион45 ного материала MKPP-130. Толщина слоя материала составляет 10 мм; плотность

300 кг/м ; теплопроводность

0,134 Вт/м К; теплоемкость

0,837 КДж/кг К; степень черноты 0,3.

Имея указанные свойства, рабочая поверхность экранов практически мгновенно приобретает температуру близкую к температуре поверхности раскатов. верхности раската потока направляется в сторону клети за пределы пространства, образованного экранами. При о значениях этого угла меньше 60 не обеспечивается полное удаление воды с поверхности раската, а ее проникновение и последующее испарение в зОне действия устройства усложняет процесс теплообмена между раскатом и поверхностями экранов и снижает эффективность способа °

Попадая на поверхность полосы, кислород и газообразные продукты окисления разогреваются за счет тепла полосы и тепла экзотермических реакций, заполняют образованный экранами объем пространства. Дальнейший их разогрев и увеличение объема способствуют их истечению через зазоры между верхними и нижними боковыми экранами, что препятствует проникновению атмосферного воздуха и его циркуляции в пространство, образованное экранами. Это позволяет поддерживать температуру рабочих поверхностей экранов близкой к температуре прокатываемого металла и свести до минимума потери тепла рас-. катом.

При окислении в процессе прокатки 1Ж прокатываемого металла тепла экзотермических реакций достаточно для увеличения температуры раската о примерно на 80 С. Поскольку в процессе прокатки средняя по массе температура раската снижается путем охлаждения поверхностных слоев на о

150-200 С, выделяющееся тепло с учетом снижения в 2-3 раза потерь в окружающую среду оказывается достаточным для обеспечения изотермических условий прокатки.

B процессе эксплуатации рабочие поверхности экранов покрываются пылью (преимущественно окалиной), что сказывается на изменении их степени черноты, которая приближается к степени черноты окисленной стали (0,79-0,97). В этих условиях температура рабочих поверхностей экранов практически мгновенно приобретает значения, близкие к температуре поверхности прокатываемого сплава, что обусловливает низкие значения результирующего теплового потока.

Такой же результат получается при использовании теплоиэоляционного волокнистого материала с высокой степенью черноты.

55 На горизонтальных экранах установлены коллекторы 5 с соплами 6 для подачи газообразного кислорода. Оси сопел могут быть установлены к проФ 12 дольной оси горизонтальных экранов под углом 60-75, что обеспечио вает подачу газообразного кислорода к продольной оси раскатов под требуе. о мыми углами 60-75

Устройство работает следующим образом.

Раскат 7 по роликам 2 рольганга поступает в зону экранов. Иэ коллекторов 5 через сопла 6 на широкие грани раската подают кислород, Вследствие интенсивного окисления и выделения тепла происходит разогрев его поверхностей, Поскольку рабочие по17515

Таблица 1

Сила

ТемпеОбжатие

Скорость прокатки, м/с ратура прокатки

ОС прокатки, мН

ah, . мм %

Разбивка ширины

20,7 2,30

20,7 2,30

1150 39,9

1150 37,4

25 0 2,30

25,8 2,30

26,5 2,30

27,8 4,19

30,8 4,!9

22,2 4,19

1150

39,6

1150

39,2

I lI50

38,7

37,8

1150

1150

38,7

25,2

1150

2000 13850

Таблица 2

Скорость прокатки,, "и/с

Размеры раската до Обжатие обжатия, мм

Проход

Температура прокатки 1, С прокатки, мН а4, F мм Fo

Разбивка. ширины

1 140 2200 1260 29 20,7

1146 39,93

1141 39,8

2,,30

2,30

23 20,7

1133 39,8

lI23 39,7

1109 39,9

2,30

2l 23,9

15 22,4

12 23,1

2000 2200

2000 2890

2000 3720

3 88

4 67

5 52

2,30

2,30

Про- Размеры раската ход до обжатия, мм

1 140 2200 1260 29

2 lll 2200 1600 23 о

Поворот на 90

3 83 2000 2200 22

66 2000 2930 17

5 49 2000 3950 13

1 36 2000 5380 10

2 26 2000 7450 8

3,18 2000 10760 4

2 ill 2200 1600

Поворот на верхности экранов характеризуются низкой теплопроводностью они практически мгновенно приобретают температуру близкую к температуре раската, что предопределяет минимальные потери тепла с его поверхностей.

Экономический эффект складывается иэ повышения качества проката, повышения производительности путем сокращения количества проходов и обеспечения возможности прокатки крупногабаритных листов из труднодеформируемых сталей и сплавов °

1217515

Продолжение табл.2 Сила

Скорость прокатки, м/с

Темпепрокатки; мН ратура прокатки t, дИ, E

И В

22,5

4,19

4,19

22,6

4,19

20,8 4,19

15,8

10200 3

12100 2

4 19 2000

5 16 2000

4,19

12,5

14 2000 13850

Составитель 10.Ëÿèîâ

Техред А.Ач Корректор М.Демчик

Редактор С.Лисина

Заказ 1033/13

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

Ppn- Размеры раската до Обжатие ход обжатия, мм

1 40 2000 4840 9

2 31 2000 6250 7

Э 24 2000 8050 5

1092 39,9

1069 39,8

1038 39,8

1005 37,6

970 35,0