Способ охлаждения прокатных валков в процессе прокатки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН у 4 В 21 В 27/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) .3765936/22-02 (22) 04.07.84 (46) 30.04.86 ° Бюл. У 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) А.Л.Каневский, IIIao-Цзя Цзян (CN), А.А.Меденков, А,В.Суняев, В.А.Орлов и Н.И.Самохвалов (53) 621.771.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 571313, кл. В 21 В 27/06, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ОХЛАЩЦЕНИЯ ПРО—

КАТНЫХ ВАЛКОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ, включающий подачу охладителя на поверхность рабочих валков со стороны выхода и на полосу на входе в очаг деформации под регулируемым углом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества проката и повышения стойкости валков, охла„„SU „„122?275 А 1 дитель дополнительно подают на поверхность валков со стороны входа в очаг деформации и непосредственно вплоть до очага деформации струями, образующими единую зону охлаждения валков и полосы, углы подачи охладителя по длине которой различны, с уменьшением в направлении очага деформации, причем начало зоны подам чи охладителя приближают к очагу деформации на полосе и удаляют на валке при уменьшении толщины полосы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение максимальных и минимальных углов подачи охладителя на поверхность валка и полосы устанавливают в диапазоне (1,4-3,0):1.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что длину зоны подачи охладителя устанавливают не более 5 длин дуги захвата на полосе и Т /2 на валке.

1 1) 21

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству, в частности к охлаждению рабочих валков станов горячей прокатки, а также может, быть использовано на станах холодной прокатки.

Целью изобретения является улучшение качества проката и повышение стойкости валков.

На чертеже изображена схема пода- 1б чи охладителя на валки и полосу.

Рабочие валки 1 контактируют в очаге деформации с полосой 2. На вых6де из него на рабочий валок 1 подают охладитель 3, со стороны входа металла в очаг деформации на рабо-. чий валок . — охладитель 4 и непосредственно перед контактом с металлом— охладитель 5. Отдельно на полосу подают охладитель б. Углы подачи охладителя 5 и 6 на поверхность валков и полосы в зонах различны, уменьшаясь по длине зоны подачи в направлении очага деформации, с соотношением углов в начале зоны охлаждения д и у очага деформации (1,4-3,0):1, причем размер зоны теплообмена устанавливают равным или меньшим 5 длин дуги захвата на полосе 2 и 1Г/2 на валке 1, а начало зоны подачи охладителя на поверхность полосы 2 приближают, а на валке 1 пропорционально удаляют от очага деформации при уменьшении толщины полосы 2, Дополнительная подача охладителя

35 на поверхность валков со стороны входа и непосредственно вплоть до очага деформации позволяет избежать разогрева их поверхности от внутренних слоев валка. В результате про Щ исходит существенное понижение температуры поверхности валка .на входе в очаг деформации, что обеспечивает понижение максимальной температуры на его выходе без существенного

45 уменьшения минимальной температуры.

Теплосъем валка в начале этой зоны достаточно велик, далее по зоне в силу уменьшения температурного напора теплосъем уменьшается и охлади50 тель можно подавать под незначительным углом к поверхности валка. Это позволяет не только охлаждать их, но и сохранить достаточную энергию охладителя для отвода тепла с поло55 сы на входе в очаг деформации.

Помимо охладителя, отраженного от поверхности валка, на полосу отдельно подают охладитель, Так как на полосе и валке необходим в начале зоны охлаждения интенсивный теплосъем.,то предпочтение отдают начальным углам подачи, равным или близким к 7 /2, Уменьшение угла подачи охладителя по длине зоны теплообмена на поверхности полосы и валка с соотношением между углом подачи в начале зоны и у очага деформации (1,4

3,0):1 позволяет направить охладитель по направлению их движения,что обеспечит увеличение плотности орошения, а следовательно, и интенсивности теплообмена по мере приближения к очагу деформации, причем зона охлаждения будет продлена до самого очага деформации.

Приближение начала зоны подачи охладителя на поверхность полосы к очагу деформации и пропорциональное удаление соответствующей зоны на валке при уменьшении толщины полосы обеспечивает стабилизацию величины поступления тепла в валки без переохлаждения массы полосы за счет уменьщения сьема тепла с полосы и увеличения с валка.

Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при соотношении углов подачи охладителя в начале зоны охлаждения и у очага деформации меньше 1,4. Охладитель после первоначального контакта покидает зону теплообмена, что приводит к невыполнению поставленной цели. При увеличении соотношения углов подачи охладителя более 1,4 доля его, вовлеченная в движение вдоль зоны теплообмена к очагу деформации, возрастает, что приводит к возрастанию теплосъема и достигает максимума при соотношении 2,5—

3,0. При дальнейшем увеличении соотношения углов подачи охладителя интенсивность теплосъема уменьшается, так как в этом случае охладитель, попадая под малым углом атаки, не способен обеспечить дальнейший разгон пленки охладителя в результате чего возрастает ее толщина, что препятствует теплосъему.

При размере зоны теплообмена на полосе более 5 длин дуги захвата увеличивается переохлаждение массы полосы,„ так как возрастает толщина подстуженного слоя металла, что однако не оказывает существенного влияния

1227275 4 на поступление тепла в валки, вызывая увеличение усилия прокатки и повьш енный износ валков. При размере зоны теплообмена на валки более 1! /2 подстуживание поверхностного слоя валка практически не увеличивается, а охладитель используется неэффективно.

Способ охлаждения прокатных валков осуществляют следующим образом.

По мере входа участка поверхности рабочего валка 1 в контакт с полосой

2 температУра его быстро возрастает в результате контактного теплообмена с горячей полосой и ряда других процессов, достигает к выходу из очага деформации величины 600 С и выше, После выхода из очага деформации это тепло отводится вовнутрь валка 1, где температура ниже, в результате темпе-2б ратура его поверхности на входе в зону основного охлаждения +q, куда подают охладитель 3, составляет 200— о

300 С. Благодаря теплоотводу к охладителю 3 в конце этой зоны темпера- 25 тура составляет 80-100 С. После выхода из этой зоны в результате разогрева от подповерхностных слоев температура на поверхности валка 1 повьппается и на входе в зону охлажtt дения Г, куда подают охладитель 4, составляет 150 С.

Со стороны входа валка в очаг деформации охпадитель подают на его поверхность в три эоны.

В зону охлаждения на дуге DL co-!! ответствующей центральному углу Г подают охладитель 4. Угол подачи охладителя 4 (угол между струей и касательной к поверхности валка i) составляет в начале зоны (точка D) величину Я„, а в конце зоны (точ?ca L) величину Q . Эти углы в зоне

4 подачи охладителя 4 разнятся мало и близки к Tl /2.

В зону дополнительного охлажде- . ния валка на дуге ИМ, соответствующей центральному углуЧ! подают охладитель 5. Угол подачи охладителя 5 составляет в начале зоны (точ- 50 !! ка М) величину Я и уменьшается по н длине эоны (от точки М к N) в конце зоны (точка N) он составляет величиt! !! ну Q,.которая связана с Q соотношением Q (1,4 — 3,0)Я„ ° 55

В зону охлаждения раската на участке РК, длиной „,„ „ подают охладитель 6. Угол подачи охладителя 6 (угол между струей и поверхностью полосы 2) составляет в начале зоны (точка P) величину Q, уменьшается ч по длине зоны (от точки P и К), в конце зоны (точка К) он составляет

tI ф! величину Я, которая связана с соотношением Q = (1,4 — 3,0)Q„.

Охладители 4, 5 и 6 подаются в различные зоны валка 1 и полосы 2, где они выполняют различные функции.. На дуге 6L охладитель 4 также, б как и охладитель 3 на дуге ВС, осу-ществляет основной отвод тепла от валка 1, которое он получает в очаге деформации от полосы 2, обеспечивая квазистационарный режим его работы.

Подача дополнительного охладителя 5 на дуге валка 1 МИ призвана обеспечить поддержание температуры поверхности валка 1 после выхода из зоны охлаждения на дуге DL до входа в очаг деформации на постоянном уровне.

Подача охладителя 6 на полосу 2 на участке PK призвано обеспечить подстуживание тонкого поверхностного слоя полосы 2 перед входом в очаг деформации.

Охладители 5 и 6, подаваемые на дуге ИИ и участке PK обеспечивают в начале зоны охлаждения высокоинтенсивное охлаждение, поэтому начальный !!! tt! угол подачи охладителя Q„ H Q„ устанавливают близким к

При смене сортамента, когда толщина полосы 2 в клети уменьшается во избежание ее переохлаждения, охладитель 6 направляют на полосу 2, приближая начало зоны теплообмена охл. п. к очагу деформации, что обуславливает (при постоянстве общего расхода охладителя, подаваемого на полосу) увеличение плотности орошения, а следовательно, и удельного теплосъема. Однако суммарное понижение температуры поверхности поло1227275 ду углом подачи в начале зоны охлажСоставитель М.Реутова

Редактор Н.Слободяник Техред JI.Îëåéêèê Корректор И.Муска

Заказ 2242/8 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сы 2 на входе . в очаг деформации уменьшается и соответствующим образом увеличивается поступление тепла в валки 1 и их максимальная темпера5 тура. Это может обусловить повышенный износ рабочих валков 1 и нестабильность их теплового профиля, что отрицательно скажется на качестве полосы 2. Для исключения этих послед- 1п ствий одновременно с изменением. условий подачи охладителя 6 на полосу 2 пропорционально изменяют условия подачи охладителя 4 и 5 на рабочий валок 1, удаляя начало зоны теплообмена V „„+,„„,1, но не более /2., П.р и м е р. Полосу 6,0 1220 мм прокатывают в чистовой группе широкополосного стана 2000 иэ раската толщиной 40 мм с температурой 1020 С. 20 .О, Обжатие в 7-й клети составляет 29%, . длина дуги захвата — 0,08 м, а скорость прокатки — 2,2 м/с. В клеть завалены рабочие валки диаметром

0,8 м. На выходе из очага деформа- 25 ции и со стороны входа валки охлаждают, подавая на них воду из спрейерных коллекторов.На расстоянии Ti/6 от входа валка в очаг деформации поверхность валков подстуживается в ц результате подачи воды, одновременно подстуживается и полоса, начиная с расстояния трех длин дуги захвата (0,25 м). Охладительные валки и полосу подают из специального коллектора, параллельного оси валка,снабженного двумя рядами плоскоструйных сопел, один из которых направлен на валок, а второй — на полосу. Угол подачи охладителя уменьшают по длине зоны теплообмена с соотношением меж-, дения и у очага деформации 2,0, причем начальный угол подачи охладителя на полосе составляет 75;а на валке—

30. В результате в момент выхода иэ зоны охлаждения непосредственно на входе в очаг деформации температура и поверхности валка составляет 60 и о полосы 670 С и охлаждение распространено примерно на 107. толщины полосы. Благодаря контакту подстуженной рабочей поверхности валка с более охлажденным металлом поступление тепла в валки уменьшается, что обес-. печивает уменьшение максимальной тема пературы поверхности валка с 580 С до 510 С, одновременно уменьшается о на 40 С среднема:-,совая температура валка.

В случае перехода к прокатке поJIocbI толщиной 1,8 мм иэ подката 32 мм обжатие в 7 клети возрастает до 47Х, а скорость прокатки изменяется до

1,8 м/с. Начало эоны подачи охладителя на поверхность полосы (хотя размер дуги захвата изменяется незначительно} приближают к очагу деформации, обеспечивая ее уменьшение до 0 15 м, и одновременно удаляют начало зоны подачи охладителя на о валки, увеличивая ее размер до 60.

Реализация указанного режима подстуживания валка и полосы позволяет существенно улучшить температурный режим работы валков понизить максимальную температуру из поверхности и повысить стабильность среднемассовой температуры, что обеспечивает значительное увеличение стойкости валков, улучшение качества проката и повышение производительности прокатного стана в целом.