Способ эксплуатации непрерывного стана холодной прокатки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холоднокатаной полосовой (листовой) стали. Основная задача, решаемая изобретением, - повышение производительности и снижение затрат при прокатке полос разной ширины без снижения уровня их качества. Способ, реализуемый преимущественно на четырех- или пятиклетевых станах холодной прокатки, включает прокатку полосовой стали разной ширины и перевалки клетей по износу валков. При последовательной прокатке полос шириной В и В+(200...300) мм, когда количество прокатанного узкого металла не превышает 400 т, последующую прокатку широких полос осуществляют без перевалки, а при количестве узкого металла до 1500 т осуществляют перевалку двух последних клетей и при количестве узкого металла более 1500 перевалке перед прокаткой широкого металла подвергают все клети стана. Изобретение обеспечивает повышение производительности и снижение себестоимости проката при сохранении его качества.

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной полосовой стали.

Такую сталь в настоящее время прокатывают на широкополосных непрерывных станах (преимущественно, четырех- или пятиклетевых), причем, сортамент холоднокатаных полос, изготавливаемых на одном и том же стане, достаточно обширен: разница между максимальной и минимальной толщиной получаемой стали может быть более чем десятикратной, а разница ширин - четырехкратной. Современная технология холодной прокатки полос на непрерывных станах достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И. Зюзина и А.В. Третьякова "Технология прокатного производства", кн. 2, М., "Металлургия", 1991, с. 640-664.

Важным аспектом технологии производства холоднокатаных полос является последовательность прокатываемых ширин металла, а именно: следует сначала прокатывать более широкие полосы, а затем - более узкие, избегая также длительной прокатки одинаковых по ширине полос, так как при этом наблюдается неблагоприятный характер износа (при прокатке полос одинаковой или близкой ширины - см. Книгу М. В. Ковынева и В.В. Миллера "Производство листового металла", М., "Металлургия", 1978, с. 73 и рис. 28).

При прокатке же широких полос после узких может наблюдаться повышенная волнистость кромок широкого металла (вследствие уменьшения диаметра рабочих валков в средней части длины их бочки из-за износа), что вынуждает производить перевалку валков с соответствующей потерей производительности стана. Поэтому выбор оптимальной схемы эксплуатации стана холодной прокатки (как и других прокатных станов) является актуальной производственной проблемой.

Известен способ эксплуатации проволочного стана горячей прокатки при прокатке кремнистых сталей, по которому прокатку таких сталей чередуют с прокаткой углеродистых сталей при соотношении их количеств в течение одной кампании 1,36-1,67 (см. авт. св. СССР 1199326, кл. В 21 В 45/02, опубл. 23.12.85 г.). Этот способ неприемлем при холодной прокатке.

Известен также способ эксплуатации (предотвращения аварийных ситуаций) непрерывного стана холодной прокатки с помощью установки детектора в непрерывной группе клетей, который сравнивает фактическую длину проката с допускаемой за фиксированный промежуток времени (см. япон. заявку 63-137508, кл. В 21 В 37/00, В 21 В 33/02, опубл. 09.06.88 г.). Недостатком этого способа является возможность вышеописанного износа валков с ухудшением качества прокатываемой стали.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ эксплуатации непрерывных станов холодной прокатки, описанный в книге С.П. Ефименко и В.П. Следнева "Вальцовщик листопрокатных станов", М., "Металлургия", 1980, с. 230-239.

Этот способ включает прокатку полосового металла разной ширины и толщины и характеризуется тем, что на стане периодически производится перевалка (замена) валков по причине перехода на другой профиль или из-за износа насеченных поверхностей валков.

Недостатком этого способа является неопределенность точного момента перевалки и количества переваливаемых клетей, что вынуждает делать дополнительные остановки стана с контролем качества металла, в результате чего снижается производительность и увеличиваются производственные затраты. Кроме того, неясно: при какой разнице ширин (при прокатке сначала узких, а затем - широких полос) допустимо нарушение вышеназванной последовательности прокатки без ухудшения качества металла.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение производительности и снижение затрат при прокатке полос разной ширины без снижения уровня их качества.

Для решения указанной задачи в способе эксплуатации непрерывного стана холодной прокатки, включающем прокатку полосовой стали разной ширины и перевалки клетей по износу валков, при последовательной прокатке полос шириной В и В + (200-300) мм, когда количество прокатанного узкого металла не превышает 400 т, последующую прокатку широких полос осуществляют без перевалки, а при количестве узкого металла до 1500 т - осуществляют перевалку двух последних клетей и при количестве узкого металла более 1500 т - перевалке перед прокаткой широкого металла подвергают все клети стана.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации условий перевалки непрерывного стана при холодной прокатке широких полос после узких (при определенной разнице их ширины). Такая последовательность прокатки может быть вызвана производственной необходимостью, например, при наличии срочного заказа или же при необходимости разгрузки склада подката (горячекатаных рулонов). Предварительные статистические исследования, проведенные на ММК, выявили условия, при которых возможна бездефектная прокатка широких полос непосредственно после прокатки узкого металла. Как показали опыты (см. ниже), найденное техническое решение может быть реализовано, практически, при прокатке любых углеродистых сталей на четырех- или пятиклетевых непрерывных станах.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на станах холодной прокатки 2500 (четырехклетевом) и 1200 (пятиклетевом) ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". С этой целью при производстве различных углеродистых сталей сортамента этих станов фиксировали геометрию проката (по волнистости листов после порезки полос) и износ валков при последовательной прокатке широких полос после узких (с фиксированием разницы их ширин), т.е. определяли необходимость перевалки после определенного количества проката узкого металла, а также требуемое число переваливаемых клетей.

Наилучшие результаты (отсортировка полос по повышенной волнистости в пределах 0,2%) получены при рекомендуемой последовательности прокатки (см. выше).

При разнице в ширине более 300 мм после прокатки 50-360 т узких полос станы приходилось останавливать на перевалку последней клети из-за износа ее валков и ухудшения геометрии металла. При той же разнице в ширинах полос необходимость перевалки двух последних клетей возникала после прокатки не более 1200 т узкого металла, а после прокатки его в количестве более 1200 т - перевалке подвергались все клети станов, причем, минимальное допустимое количество проката узкого металла (перед широким) составило в последнем случае 530 т при разности ширин полос 620 мм (для стана 2500). Во всех случаях при разности ширин полос в пределах 200-300 мм, но при превышении рекомендуемых количеств проката узкого металла перед широким, наблюдалась волнистость полос свыше допустимых величин.

Было также проведено сравнение производительности станов и производственных затрат при использовании предлагаемого способа и известного, взятого в качестве ближайшего аналога. В первом случае производительность повысилась на 12-18%, а снижение производственных затрат составило до 23%.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.

По данным Центральной лаборатории магнитогорского меткомбината использование предлагаемого технического решения при производстве холоднокатаной широкополосной стали позволяет уменьшить ее себестоимость ориентировочно на 7% (при соответствующем росте прибыли от реализации проката) без снижения уровня качества металла.

Примеры конкретного выполнения 1. После узких полос шириной 1000 мм прокатываются полосы шириной 1200 мм; количество узкого проката без перевалки - 400 т.

2. Полосы шириной 1650 мм прокатывают после 1500 т металла шириной 1400 мм с перевалкой двух последних клетей стана.

3. Перед прокаткой полос шириной 2000 мм после прокатки 1800 т металла шириной 1700 мм осуществили перевалку всех клетей непрерывного стана.

Во всех случаях не менее 99,5% листов, полученных после порезки полос на мерные длины, соответствует нормам улучшенной и нормальной плоскостности по ГОСТ 19904.

Формула изобретения

Способ эксплуатации непрерывного стана холодной прокатки, преимущественно четырех- или пятиклетевого, включающий прокатку полосовой стали разной ширины и перевалки клетей по износу валков, отличающийся тем, что при последовательной прокатке полос шириной В и В+(200...300) мм, когда количество прокатанного узкого металла не превышает 400 т, последующую прокатку широких полос осуществляют без перевалки, а при количестве узкого металла до 1500 т осуществляют перевалку двух последних клетей и при количестве узкого металла более 1500 т перевалке перед прокаткой широкого металла подвергают все клети стана.