Способ горячей прокатки полос

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос. Задачей изобретения является оперативное управление формированием заданной переменной геометрии горячекатаного раската по его ширине. Способ включает горячую прокатку полос толщиной, преимущественно, 1,5-2,5 мм на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге. При прокатке в чистовой группе клетей формируют полосу с двойной симметричной выпуклостью в профиле поперечного сечения чередованием управляемого переменного охлаждения раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой. Охлаждение полосы по ее ширине осуществляют непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы. Изобретение обеспечивает возможность оптимального использования полос при их роспуске для производства жести «двойной» ширины.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос.

Известен способ горячей прокатки полос, включающий горячую прокатку полос на стане с одновременным регулированием их плоскостности, охлаждение полос водой перед смоткой на отводящем рольганге (см., например, Пат. РФ №2037536, БИ №17, 1995).

Недостатком данного способа при горячей прокатке широких полос является невозможность управления тепловым профилем полосы по ее ширине, что не позволяет обеспечить требуемый уровень геометрии при производстве широкого горячекатаного подката.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ горячей прокатки полос, включающий прокатку полос с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге (см. Патент РФ №2120481, БИ №, 1998).

Недостатком известного способа является сложность обеспечения требуемой переменной геометрии по ширине горячекатаного проката при производстве широких полос. В результате горячей прокатки полоса приобретает традиционную чечевицеобразную форму. При роспуске такой полосы, например, на две равные части, образуется значительная клиновидность проката, что отрицательно сказывается при последующей холодной прокатке каждой из этих частей полосы.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является оперативное управление формированием заданной переменной геометрии горячекатаного раската по его ширине путем чередования управляемого охлаждения поверхности полосы водой перед клетями чистовой группы стана и последующей прокатки полосы.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки полос толщиной, преимущественно 1,5-2,5 мм, включающем прокатку полос на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, согласно изобретению, при прокатке в чистовой группе клетей формируют полосу с двойной симметричной выпуклостью в профиле поперечного сечения чередованием управляемого переменного охлаждения раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой и последующей прокатки в чистовой группе клетей стана, причем, охлаждение полосы по ее ширине осуществляют непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы.

Отличительный признак, характеризующий чередование управляемого переменного охлаждения полосы водой сверху и снизу перед прокаткой в клетях чистовой группы стана, известен. Однако, в известных технических решениях способы горячей прокатки полос включают прокатку полос на широкополосном стане с охлаждением в межклетевых промежутках чистовой группы стана. При производстве некоторых видов продукции (например, производство горячекатаного подката для жести), так как межклетевое охлаждение предусматривает охлаждение полосы по всей ее ширине, в чистовой группе клетей межклетевое охлаждение не используется (особенно в последних проходах) в силу необходимости формирования требуемых механических свойств подката. Поэтому при производстве горячекатаного подката толщиной 1,5-2,5 мм в чистовой группе клетей затруднительно создание необходимого переменного теплового профиля полосы по ее ширине и, следовательно, невозможно оперативное управление геометрией раската по его ширине.

В заявляемом техническом решении отличительный признак, характеризующий охлаждение горячего проката непосредственно перед входом в очаг деформации и при этом с локализацией подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы, позволяет решить поставленную техническую задачу. Причем такая совокупность отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружена.

Заявляемый способ организации процесса прокатки путем локальной подачи воды на поверхность полосы непосредственно перед входом ее в прокатную клеть позволяет обеспечить в случае прокатки тонкой полосы (например, толщиной 1,5-2,5 мм) существенный перепад температур в пределах 40-100°С по ширине раската. В случае равномерной подачи воды на поверхности проката температура и, соответственно, механические свойства металла по ширине одинаковы. На верхней поверхности будет наблюдаться максимум температуры в центральной части полосы и минимум - у кромок (так как вода удаляется через кромки полосы), при этом, перепад температур не превышает 20-40°С. С нижней же стороны полосы вода в случае равномерной ее подачи по ширине, падает сразу обратно под действием сил тяжести, поэтому на нижней поверхности полосы ее тепловой профиль будет равномерный. Следовательно, как отмечено выше, известные способы организации подачи воды на поверхность полосы при горячей прокатке не позволяют обеспечить переменный тепловой профиль полосы, а следовательно, и пропорциональное ему заданное изменение толщины в поперечном направлении. Заявляемое техническое решение позволяет на обеих поверхностях полосы обеспечить требуемую разность температур между центральными и прикромочными участками полосы за счет возможности предупреждения попадания воды в заданную зону в центральной части с постепенным увеличением количества попадаемой воды к краям полосы. Это способствует обеспечению заданного переменного теплового профиля поверхности полосы. Поверхность такой полосы будет обладать разными механическими свойствами по ширине раската (например, предел текучести такой полосы минимальный в центральной части и монотонно увеличивается к ее кромкам). Полоса, имея указанный выше переменный тепловой профиль и попадая в прокатную клеть чистовой группы стана, получает максимальное обжатие в ее центральных и минимальное в прикромочных участках. Таким образом, обеспечивается возможность оперативного управления формированием заданной переменной толщины горячекатаного раската по его ширине.

Известны способы формирования полос с переменной выпуклостью в профиле поперечного сечения (см., например, Патент РФ №1713695. Способ горячей прокатки. Опубл. в БИ №7, 1992 г.). Однако, в известных способах горячей прокатки при формировании переменной геометрии по ширине полосы используется метод станочного профилирования валковой арматуры. То есть применяется специальная система калибровок клетей чистовой группы стана. Это не позволяет оперативно управлять геометрией проката по его ширине, что связано с возможностью износа валков. Кроме того, в случае перехода на новую заданную величину выпуклости по ширине полосы необходима новая калибровка валков чистовой группы стана. В заявляемом способе горячей прокатки формирование переменной выпуклости профиля поперечного сечения полосы организуется указанным выше чередованием управляемого переменного охлаждения полосы перед клетью и последующей прокатки, что позволяет исключить описанные выше недостатки станочного профилирования валковых систем.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ горячей прокатки полос не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентноспособности "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа

На широкополосном стане 2000 горячей прокатки прокатывается полоса из стали марки 08пс размером 2,3×1670 мм.

Сляб, нагретый до требуемой температуры, поступает на широкополосный стан горячей прокатки, имеющий в своем составе черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройствами межклетевого охлаждения, а также отводящий рольганг с охлаждающими секциями и две группы моталок. После прокатки в черновой группе клетей широкополосного стана, полоса направляется по промежуточному рольгангу в чистовую группу клетей, где полоса одновременно находится в нескольких клетях. Перед попаданием в рабочую клеть чистовой группы непосредственно на входной стороне очага деформации организуется локализация подачи воды на верхнюю и нижнюю поверхности полосы таким образом, чтобы образовать локальную зону, шириной 70-100 мм, защищенную от попадания воды на полосу. При этом вода подается только в прикромочные участки. Таким образом, вода, попадая на оставшуюся поверхность полосы, увеличивает время ее контакта с ее поверхностью от минимума в центральной ее части (за пределами указанной локальной зоны) до максимума у кромок полосы. Так как центральная часть полосы в поперечном направлении оказывается в меньшей степени охлажденной по отношению к краевым участкам, то она имеет минимальный предел текучести, который монотонно увеличивается к краям полосы. В результате полоса, попадая в очаг деформации, примет поперечное сечение, аналогичное тепловому ее профилю. При этом будет сформирована двойная симметричная выпуклость раската. После прокатки в последней чистовой клети полоса подается на отводящий рольганг к моталкам, где сматывается в рулон.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ горячей прокатки полос работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.

Заявляемый способ может найти широкое применение для производства тонкого горячекатаного подката с регламентируемой формой поперечного сечения, например, при производстве подката для жести «двойной» ширины. Так, при продольном роспуске широких полос на две равные по ширине полосы, полученные по традиционным способам горячей прокатки с чечевицеобразной формой поперечного сечения полосы после роспуска, будут иметь форму с клиновидным поперечным сечением. Прокатка такого подката на непрерывных станах холодной прокатки приводит к появлению трудноразрешимых технологических проблем, особенно при производстве жести толщиной 0,25 мм и менее, многочисленным порывам, снижению скорости прокатки и т.д. Именно этот факт сдерживает развитие прокатки широкого горячекатаного подката для жести «двойной ширины». А применение производства узких полос в качестве подката для жести существенно (практически в 2 раза) снижает производительность широкополосных станов горячей прокатки.

Эти явления можно исключить, формируя заранее заданную переменную толщину и механические свойства по ширине горячекатаного подката путем управлением охлаждением и последующей горячей прокатки в чистовых проходах стана горячей прокатки.

Следовательно, заявляемый способ, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Способ горячей прокатки полос толщиной преимущественно 1,5-2,5 мм, включающий прокатку полос на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, отличающийся тем, что при прокатке в чистовой группе клетей формируют полосу с двойной симметричной выпуклостью в профиле поперечного сечения чередованием управляемого переменного охлаждения раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой и последующей прокатки в чистовой группе клетей стана, причем охлаждение полосы по ее ширине осуществляют непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы.