Широкополосный стан горячей прокатки

 

Изобретение относится : прокатному производству и может быть использовано для получения преимущественно тонких горячекатаных полос. Цель изобретения -увеличение выхода годного путем повышения качества тонких полос за счет улучшения температурного режима проката. Широк: полосный прокатный стан включает последовательнорасположенные нагревательные печи, черновую группу клетей , промежуточный рольганг, ножницы 8, чистовой окалиноломатель 9, чистовую группу клетей На промежуточном рольганге расположены протяжные ролики 6, формирующий ролик 7 и тянуще-тормозные ролики 5. Наличие мгжду последней черновой клетью 3 и формирующим роликом 7 протяжных ооликов 6 позволяет перемещать задний конец промежуточного раската после выхода его из черновой группы j те чение времени устранения петли, образованной раскатом В результате уменьшается падение температуры в оне контакта заднего конца раската роликгми рольганга, улучшается качество полос и снижается доля брака. 6 ил., 1 табл..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5м В 21 В 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ!!ЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21, 4683223/02 (22) 26.04.89 (46) 23,11.91, Бюл. N 43 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им,Г.И,Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им. В,И.Ленина (72) В.M.Ñàëãàíèê, A.È.ÑTàðèêîâ, И.Г.Гун, А,В,Поварич и В.Н,Гиренко (53) 621.771.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1479150, кл. В 21 В 1/26, 1987. (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СТАН ГОРЯЧЕЙ

ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения преимущественно тонких горячекатаных полос. Цель изобретения — увеличение выхода годного путем повышения качества тонких полос за счет улучшения. Ж, „1692694 А1 температурного режима проката. Широкополосный прокатный стан включает последовательно расположенные нагревательные печи, черновую группу клетей, промежуточный рольганг, ножницы 8, чистовой окалиноломатель 9, чистовую группу клетей. На промежуточном рольганге расположены протяжные ролики б, формирующий ролик 7 и тянуще-тормозные ролики 5. Наличие между последней черновой клетью 3 и формирующим рол":ком 7 протяжных роликов б позволяет перемещать задний конец промежуточногс раската после выхода его из черновой группы в течение времени устранения петли, образованной раскатом. В оезуль ате уменьшается падение температуры ",онс контакта заднего конца раската роликами рольганга, улучшается качество полос и снижается доля брака. 6 ил„1 табл.

1692694

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения преимущественно тонких горячекатаных полос.

Цель изобретения — увеличение выхода годного путем повышения качества тонких полос за счет улучшения температурного режима прокатки.

На фиг,1 изображена схема широкополосного стана горячей прокатки; на фиг,2— участок стана между последней клетью черновой группы и чистовым окалиноломателем; на фиг.3-6 — стадии работы стана, Широкополосный стан горячей прокатки включает (фиг,1 и 2) расположенные последовательно в линию нагревательные печи 1, черновую группу клетей 2 и 3, промежуточный рольганг 4, установленные на промежуточном рольганге тянуще-тормозные ролики 5 и расположенные между ними и последней клетью черновой группы протяжные ролики 6, установленный перед тянуще-тормозными роликами формирующий ролик 7, летучие ножницы 8, чистовой окалиноломатель 9, группу 10 чистовых клетей.

Тянуще-тормозные 5 и протяжные ролики 6

BbIlloilH8Hbl приводными, причем в целях экономии приводом в каждой паре снабжен лишь один из роликов, Привод протяжного ролика 6 соединен с самим роликом с помощью обгонной муфты, позволяющей ролику при превышении его скорости над скоростью привода вращаться независимо от привода, обгоняя его.

Тянуще-тормозные ролики 5 выполнены с возможностью огибания раскатом верхнего ролика. Формирующий ролик 7 выполнен с возможностью вертикального хода.

Прокатный стан работает следующим образом, Поступающие на стан слябы нагревают в печах 1, затем прокатывают в черновой группе клетей 2. Из последней клети 3 черновой группы раскат выходит со скоростью

Чч на промежуточный рольганг 4. Расположенные за клетью на расстоянии l p протяжные ролики 6 установлены с постоянным начальным зазором Лп и приводной ролик вращается с окружной скоростью Чз. Вертикальная жесткость конструкции протяжных роликов 6 составляет S>, Раскат, проходя через ролики, раздвигает их. Зазор между ними устанавливается равным толщине подката ht, при этом создается вертикальное усилие раската на ролики Рп и, соответственно, обеспечивается тянущее усилие

Тп, Под действием усилия Т, протяжные ролики 6, благодаря соединению с приводом через обгонную муфту, разгоняются до ско20

25 развивает преимущественно в горизонтальном направлении за ними, В это время пе45 редний конец раската подходит к летучим ! ножницам 8, обрезается в них, и далее раскат поступает в чистовой окалиноломатель

9 и группу чистовых клетей 10. Вторая ста10

55 рости V Раскат со скоростью Чч продолжает двигаться по промежуточному рольгангу к тянуще-тормозным роликам 5, расположенным на расстоянии lyn QT протяжных роликов 6. Тянуще-тормозные ролики 5 установлены с постоянным начальным зазором А, и приводной ролик вращается со скоростью Чч, Вертикальная жесткость конструкции роликов составляет ST. Раскат, проходя через ролики, раздвигает их, Зазор между ними устанавливается равным толщине раската h, при этом создается вертикальное усилие роликов на раскат Рт и, соответственно, обеспечивается тянущее усилие Т>, Выйдя из тянуще-тормозных роликов, передний конец раската со скоростью Чч продолжает перемещаться по роликам промежуточного рольганга, В момент достижения передним концом начала тормозного участка I> (фиг,3) начинают уменьшать скорость тянуще-тормозных роликов 5. Те, в свою очередь, тормозят часть раската за ними с интенсивностью а до скорости входа в окалиноломатель 9 V x. За счет увеличивающейся разности скоростей раската в клети и тянуще-тормозных роликов 5 на участке между протяжными 6 и тянуще-тормозными роликами 5 (на участке петлеобразования ly>) накапливается излишек раската и начинает формироваться петля. Согласованно с торможением тянуще-тормозных роликов 5 начинает подниматься формирующий ролик 7, облегчая формирование петли. Идет первая стадия петлеобразования. С окончанием торможения она завершается (фиг.4), На второй стадии за счет постоянной разности скоростей раската в клети и тянуще-тормозных роликах 5 петля сначала продолжает pBcTN в вертикальном направлении, затем начинает набегать на тянуще-тормозные ролики 5, огибает их и дия петлеобразования завершается в момент выхода заднего конца раската из последней клети черновой группы, Выйдя из нее, он быстро теряет скорость с Чч до Чз и перемещается со скоростью Чз протяжными роликами 6, приводной ролик которых при падении скорости до Чз и ниже благодаря обгонной муфте получает вращение от привода. В начале третьей стадии накопленный излишек раската достигает своего максимальногo значения, а петля — наибольших размеров (фиг.5). Со скоростью (V>x — Чз) тя l 692694

В случае, когда время движения задней части от клети до протяжных роликов мень- 55 ше времени выборки излишка„задний конец раската проходит через протяжные ролики раньше момента полного устранения петель, а после выхода из них останавнуще-тормозные ролики 5 выбирают петлю, перематывая ее вокруг верхнего ролика.

Формирующий ролик 7 опускается в исходное.положение, С окончанием выборки, петли процесс петлеобразования завершается (фиг.б), и задняя часть уже прямого раската проходит через тяну це-тормозные ролики 5 х чистовому окалиноломателю 9, Цикл работы устройства завершается прокаткой полосы в чистовой группе 10.

Сущность изобретения заключается в оснащении прокатного стана протяжными роликами 6. Это дает возможность перемещать задний конец раската в течение времени выборки петель и избегать контакта одних и тех же участков полосы с роликами рольганга, что происходит при неподвижном заднем конце раската.

Допустимый диапазон изменения скорости перемещения заднего конца раската

Чз зависит от параметров стана. Для существующих широкополосных станов горячей прокатки целесообразно выбирать величину Чз в интервале 0,10 — 0,13 м/с. Нижний предел рекомендуемого диапазона определен экспериментально, исходя из снижения температуры заднего конца раската от контакта с протяжными роликами, Верхний предел выбран из условия обеспечения постоянного движения задней части раската в течение всего времени устранения петель.

Это означает, что время движения задней части раската со скоростью Чз от последней клети черновой группы до протяжных роликов, обеспечивающих это движение, всегда должно быть не меньше времени устранения петель или времени выборки излишка раската

Л = лт асуп со скоростью (Vsx-Vç). где 1пт — длина раската, накопленного на участке между протяжными и тянуще-тормозными роликами;

1ул — длина участка петлеобразования;

Vsx — скорость входа раската в чистовой окалиноломатель, То есть, время движения задней части от клети до протяжных роликов с максимальной допустимой скоростью Чз,макс должно быть равно максимальному времени устранения петель — времени выборки максимального излишка,Жмакс.

1пр/1/3.макс = IvIBKc/(Vsõ "" 1/з.MBKc). (1) 10

50 ливается и лежит неподвижно на ролике рольганга до момента полного устранения петель. При этом имеет место постоянный контакт одной и той же эоны раската с роликом рольган а и измене"ие температуры этой эоны, превыша1о : допустимое, Из формулы (1) получили

In V ax

Ча.м кс = -к- (2)

nn макс + а

Введем коэффициенты Кн и Кр

Л макс (3) н— коэффициент относительного накопления максимального излишка раската hl»xc в петепях на участках петлеобраэования определяемый экспериментально;

Kp= —"

lуп (4)

lnp коэффициент относительного расположения протяжных и тянуще-тормозных роликов петлеобразователя раската, выбираемый из условия обеспечения технологических требований прокатки тонких полос иэ массивных слябов, С учетом выражений (4) и (3) формула (2) приобретает вид:

Vsx

Vs.макс =; + К . К . (5)

Н р

Скорость входа в чистовой окалиноломатель V» при прокатке тонких полос зависит ат толщины готовых полос h;

Vsx = —. MKrI

h (6)

hrI где Vкл — скорость конца прокатки (скорость прокатки в последней клети чистовой группы) принимает минимальное значение

Vsx " " =0,7 м/с при минимальной толщине готовых полос п=2 мм, При прокатке с петлеобраэованием раскатов толщиной hn=-26 мм экспериментально определили коэффициент Кн=1,5. Полосы прокатывали с различными значениями максимального излишка — 8:9:9,5 м, длина участка петлеобраэования составляла 6 м, При излишке 8 и 9 м стадии процесса петлеобразования и выборки петли протекали без потери устойчивости петли, При излишке

9,5 м происходила потеря устойчивости, петля складывалась и аварийный процесс прекращался. Таким образом, на участке петлеобразования длиной 6 м удавалось при нормальном процессе накопить излишек 9 м, следовательно, Кн=t,5. Эксперимент проводили на раскате толщиной 26 мм, поскольку это минимальная толщина промежуточного раската на станах, использующих массивные слябы, а именно, при переходе на прокатку массивных слябов петлеобразование на промежуточном рольганге стано1692694 вится актуальным. Более толстые раскаты устойчивее, кроме того, короче, поэтому процесс их петлеобраэования на участке ранее определенной длины протекает нормально, 5

Коэффициент Кр выбирали из условия обеспечения технологических требований прокатки тонких полос из массивных слябов, Одним из таких технологических требований является необходимость размещения 10 в процессе прокатки длинных раскатов lp на коротком промежуточном рольганге 1 эа счет петлеобразования.

Определим требуемый для достижения этой цели максимальный излишек раската 15

А!макс

После выхода из последней клети 3 черновой группы передний конец раската П со скоростью прокатки в этой клети проходит по промежуточному рольгангу 4 через про- 20 тяжные 6 и тянуще-тормозные ролики 5 расстояние ln (фиг.3). За ем тянуще-тормозные ролики затормаживают его с интенсивностью а до скорости входа в чистовой окалиноломатель V». При этом на участке 25 петлеобраэования lyn накапливается излишек раска" а

A 1=Ччс-(Чч — 0,5 аР)=0,5 at . (7)

За время торможения t t1

Чч Чех 30 передний конец проходит раса стояние !т. Оставшееся до летучих ножниц 8 расстояние Iп он проходит на пониженной

Скорости Vsx. Полное расстояние от клети до ножниц составляет 1н=1н +1т+1п. 35

После ножниц передний конец раската движется дальше к чистовому окалиноломателю 9 и клетям непрерывной чистовой группы 10. При этом накапливается излишек 40

A I (Чч — Vsx) (t — ц) + 0,5 at)

2= (Чч Чех) t ° (8)

К моменту выхода заднего конца раската из клети., сг=

1 1н (9)

Чч излишек достигает .своего максимального значения

lр 1н

h, Iìàкс = (V÷ Vâ.õ,)

Чч . =(Чч — Vsx} х (10)

Чч Vsx х — (Ip 1н + In

Vè Чвх

Чч так как после выхода заднего конца из клети излишек

5=(ЧЗ Чвх)(» г)+(Чч Чех)(u 1)+

+0,5 at> =(Чз- Чвх}т+ " х

Ч

Ч-Ч убывает в течение времени выборки излишка, 0,5 a tt + (V — Vex (tt — т г

Подставляя исходные данные в формулу (10), определяем

2,4 — 0,7 !макс = 2 (51,5 — 42,4+

+ 3 + 0 7 24 - 0 > ) = 9 (<)

Тогда т-"е !макс, 9

Ки 1,5

Другим технологическим требованием является необходимость размещения оборудования петлеобразователя на наиболее коротком участке Ino=Inp+lyn эа последней клетью черновой группы. Невыполнение этого требования приводит к загромождению значительной части промежуточного рояьганга оборудованием, снижает оперативность при ликвидации последствий аварийных ситуаций (забуривания, буксования полосы) и увеличивает при этом потери металла за счет отрезки участков раската большей длины, Для осуществления непрерывного перемещения задней части раската со скоростью Чз = Чз" " после выхода ее из последней клети черновой группы в течение времени, не меньшего времени устранения петель, протяжные ролики должны быть установлены на таком расстоянии от клети, что

Чвх Чз мин, 0,1

0,7 0,1 1 5(м)

Минимальное расстояние lnp, на котором можно установить протяжные ролики исходя из конструктивных возможностей, составляет Inp =2,05 м.

Исходя из вышеперечисленных технологических и конструктивных требований, выбрали lnp =- 2,05 м. . Тогда коэффициент

6 р 2,05 2,93, Подставляя значения Чах""", Кн и Кр, полученные из эксперимента и анализа тех169?694

10 нологических и конструктивных требований, в формулу (5), получаем Чз.макс=0,13 м/с.

Для доказательства возможности достижения положительного эффекта осуществили прокатку без применения и с 5 применением протяжных роликов, В последнем случае расстояние между последней клетью черновой группы и протяжными роликами составляло 1 р=2,05 м, а между протяжными и тянуще-тормозными ролика- 10 ми 1уп=б м. Расстояние от начального положения формирующего ролика до положения тянуще-тормозных роликов 1фр=1,5 м. Диаметры протяжных и тянуще-тормозных роликов Вл=DT-650 мм, формирующего и 15 роликов рольганга Dy=-D>=400 мм. Постоянный начальный зазор в протяжных и тянуще-тормозных роликах Лг,=-от=10,0 мм, Вертикальная жесткость конструкций протяжных и тянуще-тормозных роликов 20

Рл=Р =40000 кН/м, вертикальное усилие на раскат в обеих парах роликов P =PT=640 кН, тянущее или тормозное усилие в обеих парах роликов Тп=Тт=190 кН.

Толщина промежуточного раската со- 25 ставляла hn=26 мм. На выходе из последней черновой клети он имел температуру

t<--1050 С, при температуре роликов рольганга (или протяжных роликов) tp=70 С.

Результаты исследований приведены в 30 таблице.

В примере 1 протяжные ролики не применяли, Задняя часть раската останавливалась и неподвижно (Чз=0) лежала на роликах рольганга втечение времени устранения пе- 35 телыу . Определяли изменение температуры Лт к задней части в зоне контакте ее с роликом рольганга, которое составило при

t =17 — Лt> =100 С, Протяженность переохлажденной эоны постоянного контакта 40 задней части раската с роликом Ьк = 9 мм.

Отмеченное падение темпера Яры не устранялось полностью к конц@прокатки и составляло.Atyn=35 Ñ, что значительно превышало допустимое изменение темпе- 45 ратуры конца прокатки ЛtKn =+5 С, В результате не обеспечивались требуемые механические свойства и стабильность размеров готового проката, что приводило к снижению качества полос и 50 потерям металла, прокатанного из переохлажденного участка в брак.

В примерах 3-5 раскат 11 контактировал с двумя протяжными роликами б, По срэвнению с примером 1 зона постоянного 55 контакта была заменена переменной, перемещающейся со скоростью Ч, вдоль раската зоной контакта, Общая длина задней части раската, находившейся в контакте с роликами эа период устранения петли; составляла

1зк =1пр, где 1пр — расстояние от последней черновой клети до протяжных роликов. Это позволило уменьшить падение температуры оаската в зоне контакта, К концу прокатки перепад температур в результате естественного выравнивания находился в допустимых пределах, что обеспечивало требуемые механические свойства и разнотолщинность, т.е. устраняло потери металла в брак, Б примере 2 скорс=ть перемещения заднего конца Чз оказалась недостаточной для достижения необходимой величины т<„, поскольку уменьшилась длина зоны кон;., та зк.

В примере 6 задний конец раската выходил из протяжных роликов до окончак; -, выборки петли и неподвижно лежал на рольганге в течение некоторого времени. В результате охлаждения заднего конца раската в зонах контакта с роликами рольганга также не обеспечивалось требуемое качество металла.

Таким образом, экспериментально подтверждена эффективность перемещения заднего конца раската протяжными роликами.

Кспользование изобретения позволяет повысить качество тонких полос зэ счет снижения неравномерности механических свойств и разнотолщинности по длине полосы, вследствие чего уменьшается доля брака и возрастает выход годного. Кроме того, повышается надежность процесса neTnec6разования, так как в процессе движения задняя часть раската после выхода иэ последней клети черновои группы фиксируется в вертикальном направлении протяжными роликами, Благодаря этому исключается воэможность изгиба заднего конца раската, отдача его назад, попадание его под ролики рольганга или между рабочими и опорными валками, Формула изобретения

Широкополосный стан горячеи прокатки, включающий последовательно расположенные нагревательные печи, черновую группу клетей, промежуточный рольганг, vcтановленные на нем формирующий и тянуще-тормозные ролики, ножницы, чистовой окалиноломатель и чистовую группу клетей, отличающийся тем,что,сцелью увеличения выхода годного путем повышения качества тонких полос за счет улучшения температурного режима прокатки, стан снабжен протяжными роликами, установленными между черновой группой клетей и формирующим роликом.

1692694

Скорость задне- (Изменение темго конца раска-, пературы заднеСнл ример

ro конца раската тк, С.1

3

5

0,09

0,70

0,115

16

14

22 пера про днем лос

1692694

Составитель А.Жуков

Редактор Н. Химчук Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Шароши

Заказ 4034 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС"

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101