Широкополосный стан горячей прокатки

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к оборудованию для горячей прокатки тонколистовой стали. Задача изобретения - повышение качества полосовой стали и снижение трудозатрат на производство. Стан содержит ряд последовательно расположенных черновых и чистовых клетей с горизонтальными цилиндрическими роликами в заданных межклетевых промежутках. В соответствии с изобретением между первой и второй чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с вогнутой бочкой, имеющей круговую образующую с максимальной стрелой прогиба h, равной 0,0005...0,0008 длины бочки L, а между предпоследней и последней чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с выпуклой бочкой, имеющей круговую образующую с h=(0,0003...0,0005)L. Ролики установлены на равном расстоянии между клетями. Изобретение обеспечивает двойной перегиб поперечного сечения полосы при транспортировке, что способствует ее центрированию.

 

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой горячекатаной стали.

Такую полосовую сталь обычно прокатывают на непрерывных широкополосных станах (аналогичных станам 2000 и 2500 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат"), содержащих последовательно установленные черновые и чистовые рабочие клети. С целью предотвращения растяжения полосы между клетями чистовой группы прокатку в них ведут с образованием небольшой петли, для поддержания которой устанавливают петледержатель с цилиндрическим горизонтальным роликом (см., например, книгу С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик листопрокатных станов». - М.: Металлургия, 1980, с.78-79 и рис.676), расположенный в определенных межклетевых промежутках стана.

Известен широкополосный стан горячей прокатки, у которого между черновой группой клетей и формирующим роликом, облегчающим образование петли, расположены протяжные ролики, что улучшает температурный режим прокатки (см. а.с. СССР N1692694 кл. В 21 В 1/22, опубл. в БИ N43, 1991 г.) Недостатком этого стана является отсутствие надежного центрирования полосы по оси прокатки, что может привести к пробуксовкам валков с появлением дефектов на поверхности металла.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является широкополосный стан 2000 горячей прокатки ОАО "ММК", описываемый в технологической инструкции ТИ-101-П-ГЛ10-374-99 "Горячая прокатка полос на стане 2000 горячей прокатки", п.4.10, стр.154.

Недостатком этого стана также является ненадежное центрирование прокатываемой полосы в чистовых клетях, что может привести к ухудшению геометрии полос, появлению дефектов на металле и уменьшению производительности стана из-за необходимости снижения скорости прокатки.

Технической задачей изобретения является повышение качества и потребительских свойств тонколистовой горячекатаной стали, а также снижение трудозатрат на производство.

Для решения указанной задачи у широкополосного стана горячей прокатки, содержащего ряд последовательно расположенных черновых и чистовых клетей с горизонтальными цилиндрическими роликами в заданных межклетевых промежутках, между первой и второй чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с вогнутой бочкой, имеющей круговую образующую с максимальной стрелой прогиба h, равной 0,0005...0,0008 длины бочки L, а между предпоследней и последней чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с выпуклой бочкой, имеющей круговую образующую с h=(0,0003-0,0005)L, при этом ролики установлены на равном расстоянии между клетями.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оснащении стана роликами, форма бочки которых позволяет достаточно надежно центрировать прокатываемую в чистовых клетях полосу. Это обеспечивает повышение качества полосовой стали за счет профилактики появления дефектов листового проката, таких как серповидность, волнистость кромок, порезы, геометрия полосы, вызываемых поперечным смещением полосы в валках, а также уменьшение дополнительной обрези.

Действительно, приложение вертикальных усилий к кромкам полосы (в начале чистовой группы клетей), создаваемых соответствующей формой бочки горизонтальных роликов, значительно улучшает центрирование прокатываемого металла по продольной оси стана, предотвращая его поперечное смещение, которое приводит к внеплановым остановкам стана с дополнительными трудозатратами.

При работе стана движущая полоса в начале чистовой группы клетей соприкасается с вогнутым роликом, вследствие чего боковые кромки полосы изгибаются вверх, а в конце чистовой группы выпуклый ролик изгибает эти кромки вниз. В результате этого полученный двойной перегиб поперечного сечения способствует центрированию полосы. При этом необходимо, чтобы поверхность средней части бочек обоих роликов совпала с уровнем прокатки в чистовых клетях, что достигается соответствующей установкой этих роликов по вертикали.

Опытную проверку предлагаемого устройства осуществляли на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО "ММК".

С этой целью при прокатке полос различного сортамента варьировали местоположение центрирующих роликов в чистовых клетях и форму образующей их бочек.

Наилучшие результаты (выход годного проката первого сорта в пределах 99,81% при максимальной производительности стана) получены при использовании найденного технического решения.

Уменьшение величины h (вплоть до прямолинейности образующей бочки роликов) уменьшало выход годного до 99,9% из-за возрастания вышеуказанных дефектов. Кроме того, смещение прокатываемых полос с продольной оси прокатки вынуждало снижать скорость и даже останавливать стан, что снижало производительность. Увеличение стрелы прогиба до (0,0009...0,0012)L и выпуклости до (0,0006...0,0009)L приводило в первом случае к появлению волнистости по кромкам полос, а во втором случае - к коробоватости (волнистости средней по ширине части полосы), что ухудшало качественные показатели проката.

Установка центрирующих роликов не в середине межклетевых промежутков ускоряет износ их бочек из-за возрастания вертикальной составляющей натяжения прокатываемой полосы.

Было также определено, что перестановка местоположения центрирующих роликов (с вогнутой бочкой в конце чистовой группы клетей) вызывает излишнее охлаждение середины ширины выходящей полосы, подаваемой на нее водой, что приводит к нежелательной неравномерности механических свойств металла. К аналогичному результату приводит и установка двух центрирующих роликов с вогнутой бочкой (полоса имеет желобообразное сечение). Применение же обоих роликов с выпуклой бочкой ведет к поперечному смещению прокатываемой полосы.

Контрольная прокатка на существующем стане 2000 дала выход годного проката первого сорта в пределах 99,8% с уменьшением производительности почти на 5,0%.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО "ММК" использование предлагаемого широкополосного стана горячей прокатки позволит повысить прибыль от реализации готового проката не менее чем на 1,0%, а трудозатраты на производство уменьшить ориентировочно на 5,0%.

Пример конкретного выполнения

На широкополосном стане 2000 горячей прокатки в чистовой его группе между 1-й и 2-й клетями в середине межклетевого промежутка установлен центрирующий ролик с L=2000 мм, имеющий вогнутую форму с h=0,00065L=0,00065×2000=1,3 мм, а между предпоследней и последней клетями (также в середине межклетевого промежутка) установлен центрирующий ролик с выпуклой бочкой, имеющей h=0,0004L=0,0004×2000=0,8 мм.

Максимальный диаметр первого из указанных роликов 360 мм, второго 360 мм.

Широкополосный стан горячей прокатки, содержащий ряд последовательно расположенных черновых и чистовых клетей с горизонтальными цилиндрическими роликами в заданных межклетевых промежутках, отличающийся тем, что между первой и второй чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с вогнутой бочкой, имеющей круговую образующую с максимальной стрелой прогиба h, равной 0,0005...0,0008 длины бочки L, а между предпоследней и последней чистовыми клетями установлен центрирующий ролик с выпуклой бочкой, имеющей круговую образующую с h=(0,0003...0,0005)L, при этом ролики установлены на равном расстоянии между клетями.