Способ изготовления горячекатаных лент или профилей из полученного непрерывной разливкой полуфабриката и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к непрерывной разливке и прокатке. При способе изготовления горячекатаных лент или профилей из полученного бесконечной непрерывной разливкой полуфабриката в ходе последовательных технологических операций на поточной линии получают прокат, при этом полуфабрикат, получаемый непрерывной разливкой в одной или нескольких разливочных машинах, после отверждения режут на отрезки, которые путем пропускания через компенсационную печь сначала в зоне нагрева доводят до температуры прокатки, после чего направляют в буферную зону и затем в зону накопления, из которой передают в прокатный стан, где производят чистовую прокатку. Способ и реализующая его установка обеспечивают существенное сокращение длины печного участка за счет того, что отрезки из буферной зоны загружают в транспортер и с его помощью путем поперечной транспортировки перемещают с линии разливки на линию прокатки, на которой путем продольной транспортировки, противоположной направлению подачи полученного непрерывной разливкой полуфабриката, накапливают с использованием накопительной печи, расположенной на линии прокатки рядом с компенсационной печью, и из накопительной печи после затребования вводят с помощью транспортера и при необходимости через расположенную за ним и перед прокатным станом термостатирующую печь в прокатный стан, где осуществляют чистовую прокатку до конечного продукта. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу и к установке для изготовления горячекатаных лент или профилей из полученного бесконечной непрерывной разливкой полуфабриката в ходе последовательных технологических стадий на автоматической поточной линии, при этом полуфабрикат, получаемый бесконечной непрерывной разливкой в одной или нескольких разливочных машинах, после отверждения режут на отрезки, которые путем пропускания через компенсационную печь в зоне нагрева доводят до температуры прокатки, после чего направляют в буферную зону и затем в зону накопления, из которой передают в автоматическую прокатную линию, где производят чистовую прокатку.

В современных производственных CSP-установка на автоматической линии используют полученные непрерывной разливкой тонкие слябы, имеющие толщину, например, менее 70 мм, предпочтительно 50 мм. Тонкие слябы отрезаются от бесконечной литейной плети, получаемой в установке непрерывной разливки, причем их длина соответствует требуемому весу рулона горячекатаной ленты. В установках непрерывной разливки скорости разливки для таких слябов относительно невелика, в то время как скорость втяжки в последующей автоматической линии непрерывной горячей прокатки приблизительно в 2-4 раза выше. Поэтому предпочтительно непрерывную автоматическую линию обслуживать по меньшей мере двумя разливочными машинами таким образом, что слябы отрезаются попеременно от каждой из двух бесконечных литейных плетей и подаются на автоматическую линию для прокатки. С помощью, например, двух продольно-поперечно-продольных транспортных систем, так называемых "паромов", слябы с соответствующей разливочной линии перемещаются в положение на одной прямой с прокатной линией, чтобы можно было обеспечить втягивание слита в эту линию. В известной конструкции таких установок имеются две одноручьевых CSP-машины для разливки с компенсационной печью и поперечным транспортером каждая, причем для обоих ручьев имеется одна общая поддерживающая печь перед валковой CSP-линией. В каждой компенсационной печи последовательно расположены зона нагрева, буферная система и накопительный отсек. В зоне нагрева слябы доводятся до температуры прокатки. Следующая за ней буферная система необходима для того, чтобы при попеременной поперечной транспортировке слябов из обеих разливочных машин на валковую линию перекрывать требуемое время транспортировки. Накопительная печь дает возможность остановки на ограниченное время валковой линии, например, для замены валков или вследствие повреждений, не прерывая разливку.

В такой установке толщина сляба составляет, например, 50 мм, ширина - 1550 мм, длина сляба - 44 м, скорость разливки - 5,5 м/мин, скорость втяжки в линию непрерывной горячей прокатки 0,29 м/с, то есть 17,4 м/мин. При этом скорость втяжки в 3,2 раза выше, чем скорость разливки. Длина зоны нагрева составляет около 40 м, длина буферной системы вместе с накопительным отсеком - около 105 м, длина транспортера - 49 м и длина поддерживающей печи - 49 м. Таким образом, во взятой в качестве примера CSP-установке длина печной установки составляет около 147 м, включая транспортеры - 194 м, а общая длина вместе с расположенной перед валковой линией поддерживающей печью составляет 245 м. Установка такой длины очень дорога и требует сравнительно большой площади.

Для ликвидации этого недостатка была предложена концепция установки для производства стальной ленты согласно EP 0413169, кл. B 21 B 1/46, 1991.

Для уменьшения капиталовложений и сокращения производственных площадей, а также для улучшения температурного режима известный прокатный стан расположен с боковым смещением по отношению к направлению выхода из литейной установки, при этом помимо компенсационных печей, подающих в направлении выхода из литейной установки, предусматривается подающая противоположно, в направлении прокатного стана печь выравнивания температуры, расположенная по середине, и три расположенные параллельно рядом друг с другом компенсационные печи, связанные поперечным транспортным устройством, установленным с торцовой стороны.

Недостаток заключается в том, что вследствие однократного изменения направления транспортирования слябов обуславливается различное время воздействия на начало и конец сляба в компенсационной печи и, следовательно, неудовлетворительное распределение температур по длине сляба. Другой недостаток известной концепции установки состоит в том, что печная установка должна располагаться ниже разливочной установки.

В основу изобретения положена задача усовершенствовать способ и установку для производства горячекатаных лент или профилей из полученного непрерывной разливкой полупродукта вышеуказанного типа в том отношении, чтобы при ликвидации упомянутых недостатков и трудностей обеспечивалась бы сравнительно короткая печная установка и, следовательно, сокращалась потребность в производственных площадях и капиталовложениях.

Согласно изобретению в отношении способа, соответствующего ограничительной части пункта 1, эта задача решается тем, что заготовки из буферной зоны вводят в поперечный транспортер и с его помощью путем поперечного транспортирования переводят с линии разливки на линию прокатки, где накапливают посредством продольного транспорта, противоположного относительно направления подачи полученного непрерывной разливкой полупродукта, с использованием накопительной печи, расположенной рядом с компенсационной печью на линии прокатки, и после затребования вводят из накопительной печи посредством поперечного транспортера и при случае через расположенную за ним и перед прокатной линией поддерживающую печь в прокатную линию, где осуществляют окончательную прокатку до конечного продукта.

Варианты выполнения изобретения предусматриваются в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В результате того, что заготовка не на линии разливки попадает в находящийся на ней накопительный отсек, а передается туда при использовании накопительной печи, расположенной на линии прокатки рядом с компенсационной печью, путем продольного транспортирования противоположно направлению подачи полученного непрерывной разливкой полупродукта можно компенсационную печь, используемую для этого способа, укоротить по меньшей мере на длину накопительного отсека (около 55 м), например, со 147 м до 97 м общей длины. Таким образом, вместе с устранением вышеупомянутых недостатков и трудностей обеспечивается уменьшение капиталовложений вследствие сокращения потребной производственной площади.

Реализующая предлагаемый способ установка для изготовления горячекатаных лент или профилей из получаемого непрерывной разливкой полупродукта в ходе последовательных технологических стадий на поточной линии содержит две различных CSP-машины или линии в соответствии с ограничительной частью пункта 4, при этом отсек печи, выполненный в виде накопителя, располагается на линии прокатки с боковым смещением рядом с компенсационными печами на линии разливки.

Признаки и преимущества изобретения представлены более подробно в описании примера выполнения, схематично показанного на чертежах, на которых фиг. 1 изображает CSP-установку с двумя разливочными машинами и расположенными за ними продольными компенсационными печами, а также с расположенной между линиями разливки линией прокатки, имеющей прокатный CSP-стан, фиг. 2 - CSP-установку с двумя параллельными линиями разливки и укороченными компенсационными печами и с накопительной печью, расположенной на линии прокатного CSP-стана, фиг. 3 - диаграмму работы установки, изображенной на фиг. 2, в виде сетевого графика "путь-время".

CSP-установка согласно фиг. 1 имеет две идентичные линии разливки X-X и одну линию прокатки Y-Y. На каждой линии разливки X-X находится разливочная машина 1a, 1b и расположенные за ней ножницы 2a, 2b для разделения металлической плети на отдельные слябы. К ним примыкает длинная печная установка с зоной нагрева 3a, 3b, буферной системой 4a, 4b и накопительной печью 5a, 5b. В показанном примере длина зоны нагрева 3 составляет приблизительно 40 м, длина буферной системы - также около 40 м, а длина накопительного отсека 5a, 5b - около 67 м. В целом длина обеих параллельных компенсационных печей составляет около 147 м. За этими печами находится устройство поперечного транспортирования с транспортерами 6a, 6b длиной около 49 м. Между обеими линиями разливки X-X располагается линия прокатки Y-Y с поддерживающей печью 7 длиной около 49 м и прокатным станом 8. Последний содержит три черновые и три чистовые прокатные клети, а также устройство для удаления окалины 9 на входной стороне.

Выполненная согласно изобретению CSP-установка, изображенная на фиг. 2, содержит в обеих линиях разливки X-X две укороченные компенсационные печи, состоящие только из зоны нагрева 3a, 3b и буферной систесы 4a, 4b . Длина зоны нагрева 3a, 3b составляет около 40 м, а буферной системы 4a, 4b - около 50 м. Таким образом, длина печной установки со 147 м на фиг. 1 сокращается до 92 м на фиг. 2. Согласно изобретению отсек 5 печи, выполненный в виде накопителя, расположен на линии прокатки Y-Y рядом с компенсационными печами 3a, 4a; 3b, 4b на некотором расстоянии от них. В целом длина установки, считая от ножниц 2a, 2b до конца поддерживающей печи 7, сокращается благодаря этому с 245 до 190 м. Конструкция при этом такова, что накопительный отсек 5 проходит приблизительно параллельно зонам нагрева 3 и буферной 4 компенсационных печей. Как следует из фиг. 2, преимущество такой конструкции установки состоит еще и в том, что буферная система 4a, 4b удлиняется с 40 до приблизительно 50 м, а накопительная печь - с 67 до 80 м. В отношении конструкции транспортеров 6a, 6b и поддерживающей печи 7, а также прокатного стана 8 установка по фиг. 2 не отличается от установки, показанной на фиг. 1.

Согласно варианту выполнения изобретения предусматривается, что по меньшей мере в одной из линий разливки X-X, однако предпочтительно в обеих, располагается дополнительный накопительный отсек 20a, 20b. Благодаря такому дополнительному отсеку без удлинения печной установки обеспечивается возможность продолжения работы при остановке прокатного стана, например вследствие замены валков или повреждения, на время, соответствующее длине разливки около 50 м, т.е. дважды приблизительно по 9 мин.

На фиг. 3 представлен сетевой график "путь-время". Верхняя строка содержит зону нагрева 3, буферную систему 4, транспортеры 6a и 6b, дополнительные накопительные печи 20a и 20b на линии разливки X-X, а также накопительную печь 5 и поддерживающую печь 7 на линии прокатки Y-Y (с указанием размеров по длине) с общей длиной около 190 м. В качестве примера показаны два сляба 2a, 2b в нулевой временной точке зоны нагрева 3a и 3b и два 1a, 1b в пределах буферной системы 4a, 4b.

В момент времени t=70 с слябы 1a, 1b при скорости перемещения 0,75 м/с передвинутся вперед на 52,5 м в транспортеры 6a, 6b. В момент времени t=110 с сляб 1a транспортером 6a со скоростью 0,25 м/с оказывается смещенным с линии разливки на 10 м на линию прокатки Y-Y, в то время как транспортер 6b остается в неизменном положении на второй линии разливки X-X. К моменту времени t=180 с сляб 1a из транспортера 6a перемещен в поддерживающую печь 7 на следующие 52,5 м. К моменту времени t=220 с, пройдя следующие30 м, он достигает входа в прокатный стан 8. При скорости втяжки 0,29 м/с прохождения сляба 1a через прокатный стан 8 происходит за время около 152 с. При скорости разливки 0,1 м/с и длина сляба 44 м производство 44-метровой литейной плети требует 440 с. Так как на двух линиях разливки производится по одной бесконечной литейной плети, то на каждую смещенную последовательность тактов 220 с приходится один сляб 1a, 1b. Между общим временем прокатки 152 с при времени производства 220 с на каждый сляб чисто расчетным методом получается после каждого такта прокатки 152 с пауза около 68 с.

При этом последовательность тактов обеспечивается таким образом, что при t= 450 с завершается один цикл, в пределах которого производятся и прокатываются до конечного продукта два сляба. Как показано на диаграмме между t=0 и t=440 с отливается и перемещается на 45 м из зоны нагрева 3a, 3b в буферную систему 4a, 4b одна пара слябов 1a, 1b или 2a, 2b. Между t=180 с и t=220 с сляб 1b транспортером 6b переносится с линии разливки X=X на линию прокатки Y=Y и затем между t=220 с и t=290 с, т.е. за 70 с, перемещается на 52,5 м из транспортера 6a, 6b или в обратном направлении в накопительную печь 5, или вперед в поддерживающую печь 7. Там сляб 1b выдерживается до момента t= 330 с, т.е. 40 с, после чего между t=330 с и t=370 с транспортируется еще на 30 м до входа в прокатный стан 8. Аналогично при t=450 с и t=0 цикл повторяется, после того как на место слябов 2a, 2b или 1a, 1b после одного цикла 450 с перемещаются на 44 м слябы 3a, 3b и 2a, 2b в соответствии со скоростью разливки около 0,1 м/с.

Из диаграммы на фиг. 3 следует, что технологический процесс на предлагаемой установке имеет плавный характер, при этом между каждыми двумя тактами прокатки вместе с расчетными 304 с имеется лишний промежуток в 136 с или 2·86 с. Получающиеся в результате этого периоды холостого хода позволяют приводным агрегатам клетей прокатного стана во время каждого процесса прокатки продолжительностью 152 с работать в режиме большой мощности, не подвергая электродвигатели тепловым перегрузкам. С другой стороны, из диаграммы следует, что подключение третьей линии разливки уже не подходит к технологическому процессу. Но с размещением в установке достаточной накопительной емкости предлагаемая печная установка при укороченной схеме может иметь достаточное время перекрытия для того, чтобы при простоях прокатного стана, вызванных сменой валков или другими причинами, обеспечить непрерывную работу разливочных машин по крайней мере до окончания одной или двух плавок.

Формула изобретения

1. Способ изготовления горячекатаных лент или профилей, включающий непрерывную разливку слитков в две параллельные линии, порезку слитков после их затвердевания на отдельные штучные заготовки, подогрев заготовок до температуры прокатки, выравнивание температуры по сечению заготовок, передачу заготовок с линий разливки на линию прокатки, расположенную параллельно линиям разливки и между их продолжениями, путем поперечного перемещения, дальнейшую продольную транспортировку заготовок, а также промежуточное накопление заготовок с одновременным термостатированием, отличающийся тем, что после поперечного перемещения часть заготовок от возвратного продольного транспортера передают в зону накопления, которая расположена на линии прокатки, и затем после затребования продольной транспортировкой в прямом направлении вводят в прокатный стан.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заготовки перед передачей на прокатку пропускают через термостатирующую печь.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что заготовки накапливают в линиях разливки путем их продольной транспортировки, минуя зону поперечного перемещения, а передачу их на линию прокатки после затребования осуществляют с предварительной возвратной продольной транспортировкой в зону поперечного перемещения.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что после поперечного перемещения часть заготовок путем транспортировки вперед направляют к прокатному стану.

5. Установка для изготовления горячекатаных лент или профилей, включающая две машины непрерывной разливки, размещенные параллельно, резаки, продольные транспортные средства, связывающие каждую линию разливки с печным участком, содержащим нагревательную и термостатирующую зоны, накопительный печной участок, поперечные транспортеры для передачи заготовок с линий разливки на линию прокатки, расположенную между линиями разливки и параллельно им, продольный транспортер для подачи заготовки через термостатирующую печь к прокатному стану и прокатный стан, отличающаяся тем, что накопительный печной участок расположен на линии прокатки между печными участками на линиях разливки, вблизи их нагревательных и термостатирующих зон.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере на одной линии разливки установлена дополнительная накопительная печь, расположенная за поперечным транспортером, которым она отделена от печного участка этой линии.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что дополнительная накопительная печь расположена вблизи термостатирующей печи, установленной в линии прокатного стана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3