Установка для непрерывной или прерывистой развальцовки горячекатаной ленты

 

Изобретение относится к изготовлению горячекатаной ленты, в частности к установкам для непрерывной или прерывистой развальцовки горячекатаной ленты с аустенитной или ферритной структурой из тонких слитков, изготавливаемых непрерывной разливкой. Техническим результатом является усовершенствование установки. Установка содержит устройство для непрерывной разливки, выравнивающую печь, перед и после которой размещены ножницы, устройства для снятия окалины, прокатный стан, нагревательное и охлаждающее устройства, моталку для ленты или намоточную машину. Установка имеет непрерывно работающую линию прокатки, образованную несколькими, например пятью, клетями кварто в качестве первой группы прокатных клетей, а также отдельные нагревательные устройства, расположенные между следующими друг за другом клетями кварто первой группы прокатных клетей, а моталка для ленты или намоточная машина выполнена в виде двойной моталки или двойной намоточной машины. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установке для развальцовки горячекатаной ленты, полученной из слитка, изготовленного непрерывной разливкой, в которой за устройством для непрерывной разливки или разливочной машиной и перед выравнивающей печью расположены ножницы, а также позади выравнивающей печи и перед прокатным станом расположены дополнительные ножницы и устройство для снятия окалины, и в которой за прокатным станом расположено нагревательное или охлаждающее устройство и моталка для ленты или машина для намотки.

Прокатные установки для изготовления горячекатаных лент в настоящее время проектируются и эксплуатируются таким образом, что деформация в отдельных клетях осуществляется аустенитно. Это означает, что гарантируется поддерживание температур прокатки в отдельных прокатных клетях выше GOS-линии диаграммы железо-углерод. Только после последнего прохода, который для получения мелкозернистой окончательной структуры должен происходить как можно ближе к GOS-линии, осуществляется охлаждение до температуры намотки со структурным превращением на участке охлаждения или в намотанной ленте.

Для стали с содержанием углерода менее 0,2% температура окончательной прокатки по вышеописанному способу, то есть температура в последней прокатной клети линии прокатки, составляет, в зависимости от содержания углерода, от 840-920^oC. Соблюдение конечной температуры прокатки осуществляется путем выбора скорости окончательной прокатки.

Для лент толщиной выше минимальной толщины ленты, которая в зависимости от типа линии прокатки является величиной порядка 1,3 мм, этот способ может применяться без каких-либо проблем. Если же эта толщина ленты превышается, тогда необходимая скорость прокатки со значением выше 12 м/с достигает диапазона, который при свободном выходе с рольганга за линией прокатки не может достигаться при непрерывной работе.

Не учитывающая этой проблематики тенденция развития в направлении уменьшенных конечных толщин ленты привела к тому, что ведутся поиски снизить температуру окончательной прокатки для обеспечения уменьшенных скоростей прокатки. Такие способы прокатки известны под названием ферритовой прокатки, поскольку она осуществляется при температуре ниже GOS-линии, а именно в диапазоне смеси кристаллов альфа-гамма или ниже GOS-линии в ферритной зоне.

Предпочтительный способ предусматривает предварительную прокатку в аустенитной зоне до промежуточной толщины ниже 15 мм и окончательной прокатки в ферритовой зоне до наименьшей окончательной толщины ниже 1,3 мм. Между обеими стадиями процесса прокатываемый продукт охлаждает перед температурой окончательной прокатки в аустенитной зоне до температуры прокатки в ферритовой зоне. Это означает охлаждение от температурного диапазона от 840 до 920^oC до температурного диапазона от 600 до 780^oC.

Температура окончательной прокатки после второй стадии деформации также лежит в пределах от 600 до 780^oC, а именно в таком диапазоне, при котором в намотанной ленте после намотки происходит рекристаллизация структуры. Получается структура, которая обеспечивает применение продукта баз холодной деформации или термообработки.

Существенной предпосылкой получения хорошего результата является соблюдение минимального времени охлаждения для охлаждения от аустенитной зоны до ферритной зоны. Для того, чтобы превращение аустенита в феррит произошло наиболее полно, нужно соблюдать это минимальное время охлаждения.

Реализация вышеописанного процесса на обычной линии горячей прокатки широкой полосы представляет значительные трудности. Переход от аустенитного к ферритному превращению должен происходить в диапазоне толщин менее 15 мм, то есть в том диапазоне толщин, при котором прокатываемый продукт находится, приблизительно, в середине обычной линии изготовления. Так как время прохождения от одной клети до другой в этом месте составляет несколько секунд, реализация охлаждения, в принципе, является едва ли возможной. Однако соблюдение времени, необходимого для превращения, не может быть реализовано. Проведение ферритной прокатки описанным способом является, таким образом, невозможным на обычных линиях горячей прокатки широкой ленты.

Для того, чтобы при желаемом ограничении скорости вывода могла осуществляться выбираемая часть уменьшения толщины ленты в ферритной области, ранее в неопубликованной патентной заявке уже предлагалась установка для горячей прокатки ленты, в которой по меньшей мере первая клеть линии прокатки выполнялась в качестве реверсивной клети, перед и за которой расположена по меньшей мере одна печная моталка, причем между печной моталкой и следующей реверсивной клетью - регулируемое охлаждающее устройство.

Эта установка может так же, как и обычные установки работать в аустенитной зоне. Прокатываемый материал, поступающий от линии предварительной прокатки или машины для литья тонких слитков, имеющий толщину около 50 мм, нагревается в печи приблизительно до 1100^oC и прокатывается на реверсивной линии, состоящей из одной или нескольких клетей, а также наматывается в рулон на печной моталке или моталке Стеккеля, присоединенной к линии прокатки Стеккеля. После реверсирования линии прокатки Стеккеля лента вытягивается из печи Стеккеля и развальцовывается в одной или нескольких клетях линии Стеккеля до толщины около 10 мм, и в заключение наматывается со стороны входа в печь Стеккеля. Температура в этой зоне лежит всегда выше 850^oC. Затем лента разматывается со стороны входа в печь Стеккеля и развальцовывается в клетях Стеккеля, а также в оставшейся части лини прокатки до толщины около 1 мм и наматывается в намоточной машине. При этом перед намоткой прокатной ленты со стороны входа в печь Стеккеля может быть установлено охлаждающее устройство, с помощью которого лента толщиной около 10 мм охлаждается до температуры ниже 850^oC. После ферритного превращения лента может развальцовываться на линии прокатки Стеккеля и оставшейся части линии прокатки до толщины около 1 мм, применение которой возможно без дополнительной холодной деформации или термообработки.

Прокатка горячекатаного ленточного материала на линии прокатки Стеккеля, работающей в реверсивном режиме с относящимися к ней печью Стеккеля или печной моталкой, не является проблематичной.

Кроме того, известна установка для развальцовки горячекатаной ленты, содержащая устройство для непрерывной разливки жидкой стали для получения слитков, ножницы, печь для выравнивания температуры слитков, устройство для удаления окалины, непрерывно работающую линию прокатки, состоящую из двух групп клетей, первой черновой, имеющей две прокатные клети, между которыми размещены нагревательное устройство (16), дополнительные ножницы, устройство для удаления окалины, моталка или намоточная машина, и второй чистовой, имеющей две прокатные клети, за которой расположены рольганг с ламинарным охлаждением и моталка (US 5150597, B 21 B 1/24, 29.09.1992).

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать усовершенствованную установку для непрерывной или прерывистой прокатки горячекатаной ленты с аустенитной и/или ферритной структурой.

Эта задача решается за счет того, что первая группа линии прокатки состоит из пяти клетей кварто и снабжена дополнительными нагревательными устройствами, расположенными между следующими друг за другом клетями кварто, а моталки или намоточные машины выполнены в виде двойной моталки или двойной намоточной машины.

С помощью такой установки можно изготавливать абсолютно непрерывную горячекатаную ленту с аустенитной структурой толщиной около 2,5 мм - 12 мм.

В другой форме выполнения изобретения предусмотрено, что за первой группой прокатных клетей или их охлаждающего устройства или нагревательного устройства расположены дополнительная, работающая непрерывно или прерывисто линия прокатки, состоящая из нескольких, например, трех чистовых клетей, в которой, в случае необходимости, между следующими друг за другом чистовыми клетями находится опять по одному отдельному нагревательному устройству или охлаждающему устройству, и что за этой второй группой прокатных клетей расположены дополнительные ножницы, а также вторая двойная моталка или двойная намоточная машина.

Горячекатаная лента, поступающая в эту вторую часть установки из первой части установки, непрерывно развальцовывается до толщины от 0,5 до 2 мм с аустенитной и/или ферритной структурой, потому что становится возможным отрегулировать горячекатаную ленту с помощью охлаждающего и нагревательного устройств между обеими группами прокатных клетей и, в случае необходимости, также обрабатывающими устройствами между клетями второй группы валков до необходимой температуры.

В еще одной форме выполнения изобретения предусмотрено, что ко второй группе прокатных валков - за второй двойной моталкой или намоточной машиной - присоединен участок рольганга с ламинарным охлаждением, к которому, в свою очередь, подключены ножницы и третья двойная моталка или намоточная машина.

Эта третья часть установки согласно изобретению позволяет непрерывно развальцовывать горячекатаную ленту с аустенитной структурой и толщиной 1 мм с помощью обеих групп прокатных клетей, а именно за счет того, что по меньшей мере между обеими группами прокатных клетей осуществляется подвод тепла и, в случае необходимости, дополнительно также между клетями первой и второй групп клетей осуществляется дополнительный подвод тепла.

В то время как ножницы перед и после выравнивающей печи работают в непрерывном режиме только тогда, когда в какой-либо группе прокатных клетей происходит нарушение в работе какой-либо группы прокатных клетей, каждое из дополнительных ножниц, имеющихся в наличии прокатки, работают в непрерывном режиме только с непосредственно относящимся к ним двойными моталками или намоточными машинами.

Существенным признаком дальнего усовершенствования изобретения предусматривается дополнительно, что обе группы прокатных клетей линии прокатки содержат каждая такое количество отдельных клетей, которое на по меньшей мере одну клеть больше, чем обязательно необходимое количество клетей для максимально осуществляемой деформации. Тогда создается предпочтительным образом возможность осуществлять на любой прокатной клети каждой группы прокатных клетей "внеплановые" работы по обслуживанию, например, осуществлять замену рабочих валков, в то время как остальные прокатные клети в полностью непрерывном режиме осуществляют работу по деформации. Предпочтительным образом обеими группами прокатных валков установлена литьевая машина, работающая со скоростью разливки от 3 до 18 м/мин.

На чертеже представлена установка согласно изобретению для непрерывной или прерывистой развальцовки горячекатаной полосы с аустенитной или ферритной структурой.

Эта установка имеет в качестве устройства для непрерывной разливки литьевую машину 1, которая отрегулирована на скорость разливки от приблизительно 3 до 18 м/мин. За ней, в случае необходимости, расположена работающая с экономией материала выравнивающая печь 2, перед и после которой находятся ножницы 3. Эти ножницы 3 при непрерывной работе применяются только в том случае, когда в линии прокатки, включенной за выравнивающей печью 2, возникает нарушение работы.

Между выравнивающей печью 2 и первой группой 4 прокатки клетей для предварительной прокатки слитков 5 в уже упомянутой линии прокатки расположено устройство 7 для снятия окалины.

Первая группа 4 прокатных клетей включает в себя несколько, например пять клетей 6 кварто, отрегулированных на непрерывный режим прокатки.

Между каждыми двумя, следующими друг за другом клетями 6 кварто группы 4 прокатных клетей, расположено, в случае необходимости, нагревательное устройство 8, то есть в представленном случае между пятью клетями 6 кварто расположено четыре нагревательных устройства 8 для поддержания ленты, подвергаемой прокатке, при необходимой температуре прокатки.

Здесь следует упомянуть также, что для способа работы, описываемого ниже, вместо или дополнительно к вышеупомянутым отдельным нагревательным устройствам 8 может быть установлено по одному охлаждающему устройству.

За первой группой 4 прокатных клетей смонтировано нагревательное или охлаждающее устройство 9 и вслед за ним ножницы 10.

И, наконец, за ножницами 10 находится двойная моталка 11, которая образует конец первой части установки. Эта первая часть установки предназначена для того, чтобы полностью непрерывно развальцовывать горячекатаную ленту 5 с аустенитной структурой, а также с толщиной от приблизительно более 2,5 мм.

К вышеописанной первой части установки примыкает вторая часть установки. Эта вторая часть установки имеет вторую группу 12 прокатных клетей с несколькими, например тремя чистовыми прокатными клетями 13 кварто, причем между каждыми двумя, следующими друг за другом чистовыми клетями 13, расположены отдельные нагревательные или охлаждающие устройства 14, в данном случае - два нагревательных или охлаждающих устройства 14.

За второй группой 12 прокатных клетей с чистовыми клетями 13 кварто, а также нагревательным и охлаждающим устройствами 14 находятся ножницы 15 для разделения лент при непрерывном режиме работы, и окончание второй части установки снова представляет собой двойную моталку 16.

Вторая часть установки позволяет полностью непрерывно развальцовывать горячекатаную ленту 5' с аустенитной и/или ферритной структурой и толщиной от 0,05 до 2,0 мм. Предпосылкой этого является то, что на горячекатаную ленту 5', поступающую из первой части установки, проходящую через открытые ножницы 10 и двойную моталку 11, воздействуют охлаждающее и нагревательное устройства 9 между первой группой 4 прокатных клетей и второй группой 12 прокатных клетей, а также, в случае необходимости, также охлаждающее и нагревательное устройства 14 между чистовыми клетями 13 кварто второй группы 12 прокатных клетей для того, чтобы развальцовывать ее в правильной структурной области.

Горячекатаная лента 5', имеющая аустенитную или ферритную структуру, наматывается двойной моталкой 16 и отрезается ножницами 15.

За второй частью установки следует еще третья часть установки. Она состоит из участка 17 рольганга и участка 18 ламинированного охлаждения, которые следуют за второй группой 12 прокатных клетей после двойной моталки 16.

За участком 18 ламинированного охлаждения следуют ножницы 19, а за ними - снова двойная моталка 20.

На третьем участке установки полностью непрерывно изготавливается горячекатаная лента 5''' с аустенитной структурой, а также толщиной более 2 мм. При этом она непрерывно прокатывается в первой группе 4 прокатных клетей и также непрерывно во второй группе 12 прокатных клетей.

Если все три части установки работают, происходит непрерывное прохождение тонких слитков 5, получаемых из литьевой машины для изготовления тонких слитков, через всю установку, а готовая горячекатаная лента 5''' наматывается на двойную моталку 20, при этом работают только ножницы 19, а остальные ножницы 3, 10 и 15 не работают и находятся в открытом положении.

В заключение и ради полноты изложения следует указать еще и на то, что является предпочтительным выбрать количество отдельных клетей 6 или 13, как в первой группе 4 прокатных клетей, так и во второй группе 12 прокатных клетей, таким образом, чтобы оно было на по меньшей мере одну клеть больше, чем количество клетей в соответствующих группах 4 и 12 прокатных клетей, необходимое для осуществления работы по деформации. Это создает особую возможность "внепланового" обслуживания любой клети 6 кварто или чистовой клети 13 кварто, например, замены рабочих валков, в то время как остальные клети 6 кварто или чистовые клети 13 кварто находятся в полностью непрерывном режиме работы по деформации.

Список позиций: 1 - устройство для непрерывной разливки/машина для литья тонких слитков, 2 - выравнивающая часть, 3 - ножницы, 4 - первая группа прокатных клетей, 5 - слиток, 6 - клеть кварто, 7 - устройство для снятия окалины, 8 - нагревательное устройство, 9 - нагревательное устройство или охлаждающее устройство,
10 - ножницы для непрерывной работы,
11 - двойная моталка,
12 - вторая группа прокатных клетей,
13 - чистовая клеть кварто,
14 - нагревательное или охлаждающее устройство,
15 - ножницы для непрерывной работы,
16 - двойная моталка,
17 - участок рольганга,
18 - ламинарное охлаждение,
19 - ножницы для непрерывной работы,
20 - двойная моталка.

Формула изобретения

1. Установка для развальцовки горячекатаной ленты, содержащая устройство для непрерывной разливки жидкой стали для получения слитков, ножницы, печь для выравнивания температуры слитков, устройство для удаления окалины, непрерывно работающую линию прокатки, состоящую из двух групп клетей, первой черновой, имеющей две прокатные клети, между которыми размещены нагревательное устройство, дополнительные ножницы, устройство для удаления окалины, моталка или намоточная машина, и второй чистовой, имеющей две прокатные клети, за которой расположен рольганг с ламинарным охлаждением и моталка, отличающаяся тем, что первая группа линии прокатки состоит из пяти клетей кварто и снабжена дополнительными нагревательными устройствами, расположенными между следующими друг за другом клетями кварто, а моталки или намоточные машины выполнены в виде двойной моталки или двойной намоточной машины.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что за первой группой прокатных клетей или ее нагревательным или охлаждающим устройством расположена вторая группа прокатных клетей, состоящая из нескольких, например трех, чистовых клетей кварто, работающая в качестве непрерывной или прерывистой линии прокатки, в которой, в случае необходимости, между следующими друг за другом чистовыми клетями расположено также по одному отдельному нагревательному или охлаждающему устройству, и что за этой второй группой прокатных клетей расположены дополнительные ножницы, а также вторая двойная моталка или намоточная машина.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ко второй группе прокатных клетей примыкает вслед за второй двойной моталкой или намоточной машиной участок рольганга с ламинарным охлаждением, за которым или которыми опять расположены ножницы и третья двойная моталка или намоточная машина.

4. Установка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что обе группы прокатных клетей непрерывной линии прокатки содержат каждая такое количество отдельных клетей, которое на, по меньшей мере, одну клеть больше, чем количество клетей в ней, необходимое для максимальной деформации.

5. Установка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она содержит литьевую машину, работающую со скоростью разливки от приблизительно 3 до 18 м/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1