Способ охлаждения рабочих валков станов горячей прокатки



Способ охлаждения рабочих валков станов горячей прокатки
Способ охлаждения рабочих валков станов горячей прокатки

 


Владельцы патента RU 2457913:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение предназначено для повышения стойкости рабочих валков, используемых при горячей прокатке листов и полос. Способ включает подачу водовоздушной смеси на участок поверхности бочки в зоне выхода из очага деформации. Снижение перегрева рабочих валков, уменьшение образования сетки трещин разгара, снижение их термического изнашивания обеспечивается за счет того, что удельный расход воды Q и давление воздуха Р регламентируется заданными соотношениями, учитывающими температуру поверхности прокатываемого металла, радиус валка, скорость прокатки, обжатие в клети. Изобретение обеспечивает формирование однородной водовоздушной смеси на участках поверхности бочки в зоне выхода из очага деформации, улучшающей условия тепловой работы валка. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к охлаждению рабочих валков, и может быть использовано при горячей прокатке листов и полос.

Охлаждение валков является неотъемлемой частью технологии горячей прокатки. Известно, что одна из основных проблем преждевременного выхода валков из строя - термическое изнашивание в результате резкого перепада температуры от момента контакта валка с горячей полосой и до выхода ее из очага деформации.

Известен способ охлаждения прокатных валков и проката, включающий предварительное смешивание охлаждающей жидкости с воздухом и подачу водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность при давлении воздуха 0,1…1,5 атм, а исходящее давление жидкости 0,05-0,6 атм (см. авт.св. СССР 651862, МПК В21В 27/06, 1979).

Недостатком известного способа является недостаточное количество подаваемой водовоздушной смеси на поверхность валков, что приводит к их перегреву и термическому разрушению. Помимо этого, использование заявляемого соотношения давления воды и воздуха является неприемлемым при прокатке металла в черновых и чистовых клетях стана, где температура и скорость прокатки имеют существенные различия.

Наиболее близким аналогом является способ охлаждения рабочего валка стана горячей прокатки, включающий подачу водовоздушной смеси на участок поверхности бочки в зоне выхода из очага деформации, отличающийся тем, что водовоздушную смесь создают распылением струи воды сжатым воздухом под давлением 1-4 МПа, при этом удельный расход воды устанавливают равным 10-90 м3/(м2·ч), (см. патент РФ №2183143, кл. В21В 27/10).

Использование известного способа не позволяет определить рациональное количество водовоздушной смеси, необходимой для подачи на каждую клеть стана в зависимости от технологических параметров процесса прокатки: Т - температура поверхности прокатываемого металла, °С; R - радиус валка, мм; V - скорость прокатки, м/с; обжатия в клети, %. Данные параметры влияют на режимы нагрева и охлаждения прокатных валков. Таким образом, отсутствие зависимостей между количеством водовоздушной смеси и технологическими параметрами процесса прокатки приводит к перегреву рабочих валков, образованию сетки трещин разгара и термическому изнашиванию поверхности валка.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение перегрева рабочих валков, уменьшение образования сетки трещин разгара, снижение термического изнашивания.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе охлаждения рабочего валка стана горячей прокатки, включающем подачу водовоздушной смеси на участок поверхности бочки в зоне выхода из очага деформации, согласно изменению, удельный расход воды определяется из соотношения

где Т - температура поверхности прокатываемого металла, °С;

R - радиус валка, мм;

V - скорость прокатки, м/с;

K - эмпирический коэффициент, зависящий от обжатия в клети: при обжатии ≤30% коэффициент k=(7…5], а при обжатии >30% коэффициент k=(1,5…5],

при этом давление воздуха, необходимое для образования водовоздушной смеси, определяется соотношением P=Qm,

где Q - удельный расход воды, м3/ч;

m - эмпирический коэффициент, зависящий от обжатия в клети: при обжатии ≤30% коэффициент m=(0,2…0,3], а при обжатии >30% коэффициент m=(0,1…0,2].

Все вышеперечисленные зависимости получены в результате обработки опытных данных и являются эмпирическими. Коэффициенты k и m являются безразмерными.

Сущность технического решения заключается в том, что для стабильного равномерного охлаждения валков водовоздушной смесью необходимо подавать определенное количество охладителя и воздуха на каждую прокатную клеть станов горячей прокатки, при этом необходимо учитывать технологические параметры процесса прокатки: Т - температура поверхности прокатываемого металла, °С; R - радиус валка, мм; V - скорость прокатки, м/с; обжатия в клети, %.

Помимо этого, подаваемая к валку водовоздушная смесь эффективно подавляет пылевидную окалину, которую валки отрывают от полосы и выбрасывают в атмосферу в зоне выхода из очага деформации. Окалина, осажденная водовоздушной смесью, оседает на полосе и в дальнейшем смывается с нее струями охлаждающей воды.

Промышленные испытания проводились на широкополосном стане горячей прокатки при различных режимах прокатки. Некоторые параметры опытной прокатки, при которых были достигнуты наилучшие результаты, приведены в таблице 1.

Экспериментально установлено, что эмпирический коэффициент k зависит от обжатия в клети: при этом при обжатии ≤30% коэффициент k=(5…7], а при обжатии >30% коэффициент k=(1,5…5]; а эмпирический коэффициент m, также зависящий от обжатия в клети, при этом при обжатии ≤30% коэффициент m=(0,2…0,3], а при обжатии >30% коэффициент m=(0,1…0,2].

Сравнительный анализ результатов прокатки, проведенной по опытной технологии и взятой в качестве ближайшего аналога, приведен в таблице 2. В качестве оценки показателей качества полученных результатов использовался параметр эффективности «Э», учитывающий стойкость прокатных валков, которая оценивалась по величине съема валков при шлифовании до и после проведения эксперимента. Полученные результаты показали, что стойкость валков при использовании предлагаемого способа охлаждения в среднем на 12…19% выше, чем при использовании известного способа, за счет улучшения теплового режима прокатных валков и исключения их локального перегрева.

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

При реализации данного способа необходимо установить ряд технологический параметров прокатки в каждой клети: Т - температура поверхности прокатываемого металла, °С; R - радиус валка, мм; V - скорость прокатки, м/с; обжатия в клети, %.

Пример конкретного выполнения

На выходной стороне последней 6-й клети черновой группы непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки устанавливают форсунки для создания водовоздушной смеси. Рабочие валки клети имеют радиус R=640 мм; прокатываемый металл: сталь 3сп, ширина проката 1600 мм, температура поверхности прокатываемого металла Т=1050°С; скорость прокатки М=3 м/с; обжатия при прокатке 35%.

К форсункам подают воду и сжатый воздух под давлением. Образующуюся на выходе форсунок водовоздушную смесь подают на участки поверхности бочек валков в зоне выхода из очага деформации. Удельный расход воды устанавливают равным заявляемому соотношению давление воздуха, необходимое для образования водовоздушной смеси, также устанавливают равным заявляемому соотношению Р=Qm.

Результаты вычислений дают следующие значения.

При заданных технологических параметрах прокатки выбираем эмпирические коэффициенты k=4,6, m=0,7.

Удельный расход воды

давление воздуха P=1600,25=3,5 атм.

Остальные зоны рабочих валков охлаждают из спрееров сплошными струями воды.

Способ охлаждения рабочих валков стана горячей прокатки, включающий подачу водовоздушной смеси форсунками на участок поверхности бочки в зоне выхода из очага деформации, отличающийся тем, что удельный расход воды Q определяют из соотношения:

где Т - температура поверхности прокатываемого металла, °С;
R - радиус валка, мм;
V - скорость прокатки, м/с;
k - эмпирический коэффициент, зависящий от обжатия в клети: при обжатии ≤30% k=7…5, а при обжатии >30% k=1,5…5,
при этом давление воздуха Р, необходимое для образования водовоздушной смеси на выходе из форсунок, определяют соотношением:
P=Qm,
где Q - удельный расход воды, м3/ч;
m - эмпирический коэффициент, зависящий от обжатия в клети: при обжатии ≤30% m=0,2…0,3, а при обжатии >30% m=0,1…0,2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката на сортовых станах, и может быть использовано для охлаждения прокатных валков в процессе производства проката.

Изобретение относится к способу смазки валков, в частности, смазки зазора между валками в клети прокатного стана для производства полосового проката, в котором в по меньшей мере один смеситель через по меньшей мере одну первую подводящую линию подается вода, а через по меньшей мере одну вторую подводящую линию подается масло, причем в смесителе вода и масло смешиваются, и смесь воды и масла подается на распылительный элемент, посредством которого смесь распыляется по меньшей мере на один валок клети прокатного стана.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к производству труб, профилей и других изделий, и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб на непрерывных реечных, редукционных и калибровочных станах продольной прокатки.

Изобретение относится к прокатной клети с опорными и/или рабочими валками для прокатки листов или полос, содержащей, по меньшей мере, один расположенный между подушками одного из валков, приданный преимущественно верхнему валку проводковый брус, расположенную рядом с проводковым брусом входную/выходную направляющую для среды, например, охлаждающей воды и подобного, и уплотнительные средства для предотвращения стекания среды на прокат.
Изобретение относится к способу прокатки материала, в частности к горячей прокатке широкой полосы, посредством чистового стана или на литейно-прокатной установке, при котором перед поступлением прокатываемого материала в очаг деформации прокатной клети наносят смазку напрямую на поверхность рабочих валков или косвенно через поверхность опорных валков с последующей передачей на поверхность рабочих валков, при этом на поверхности рабочих валков образуется удерживающийся слой смазки, который в очаге деформации служит промежуточным, уменьшающим трение слоем между валком и прокатываемым материалом.

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения и/или смазки валков, и/или прокатываемого материала, при котором из нескольких форсунок/рядов форсунок с одной стороны наносится на валки охлаждающая среда и для смазки с другой стороны наносится на прокатываемый материал перед межвалковым зазором базовое масло, причем форсунки/ряды форсунок можно настраивать по отдельности и независимо друг от друга.

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к способу и устройству для изготовления бесшовных труб или патрубков на прокатном стане с использованием системы подачи смазки на направляющие диски.

Изобретение относится к устройству для охлаждения валка в прокатной клети, содержащему по меньшей мере один снабжаемый охлаждающей средой, в частности водой, форсуночный коллектор, который имеет форсунки для разбрызгивания охлаждающей среды на валок и который проходит в направлении оси форсуночного коллектора, которая расположена параллельно оси валка

Изобретение относится к области прокатки. Съемник-очиститель (11) для рабочего валка прокатной клети, в частности клети горячей прокатки, содержит наконечник (5) для контактирования с рабочим валком (1) прокатной клети, первый экранирующий элемент (8) для экранирования прокатываемого изделия (10) от охлаждающей воды прокатной клети и второй экранирующий элемент (6) для экранирования первого экранирующего элемента (8) от термической нагрузки прокатываемым изделием (10). Исключение деформации съемника-очистителя обеспечивается за счет того, что между первым экранирующим элементом (8) и вторым экранирующим элементом (6) расположен изолирующий элемент (7) для термической изоляции друг от друга обоих экранирующих элементов (6, 8). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство предназначены для экономичного нанесения смазки в межвалковом зазоре при прокатке полосы. Способ включает нанесение смазочного средства при прокатке металлического материала, в частности пропускаемой между двумя рабочими валками (2', 2'') полосы (28), Увеличение концентрации смазки в межвалковом зазоре обеспечивается за счет того, что изготавливают смесь из смазочного средства и газа-носителя в распылительном устройстве (4), подают смесь к отдельным распылительным соплам (5) системы распылительных сопел (5) для получения в направлении ширины прокатываемой полосы непрерывной общей распыляемой струи (19), которая состоит из плоских в поперечном сечении распыляемых струй (9), каждая из которых образована посредством распылительного сопла (5), которое имеет мундштук (18), снабженный по меньшей мере двумя выходными отверстиями (10), и наносят общую распыляемую струю (19) на поверхность (21) по меньшей мере одного из рабочих валков и/или на поверхность (23) прокатываемой полосы (28). Устройство содержит соответствующее оборудование. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области прокатки. Устройство (1) для направления потока охлаждающей среды в устройстве для охлаждения валка и металлической полосы включает полое тело (3), которое проходит, по меньшей мере, по части ширины валка или металлической полосы, а также трубу (5), которая расположена в полом теле (3) и проходит в направлении (B) ширины валка или металлической полосы. Повышение эффективности охлаждения посредством создания благоприятного потока охлаждающей среды обеспечивается за счет того, что полое тело (3) разделено в направлении (B) ширины валка или металлической полосы на несколько камер, и труба (5) включает в себя отверстия (9) для введения охлаждающей среды в камеры полого тела (3), а камеры в каждом случае включают в себя отверстие для выведения охлаждающей среды из полого тела (3). Камеры включают образованный между внутренней стенкой полого тела (3) и трубой (5) канал (12) для проведения охлаждающей среды от отверстий (9) трубы (5) до отверстия для выведения охлаждающей среды из полого тела (3), причем поперечное сечение потока канала (12) сужается, по меньшей мере, на своем находящемся вниз по течению потока конце. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу охлаждения рабочего валка прокатного стана горячей прокатки. Способ включает этап подачи охладителя посредством по меньшей мере одного сопла в зазор между по меньшей мере частью поверхности валка и охлаждающей оболочкой, устанавливаемой у части поверхности валка, а также регулирование величины зазора между охлаждающей оболочкой и поверхностью валка. Регулирование величины зазора включает в себя или измерение давления или измерение объемного расхода подаваемого охладителя, при этом величину упомянутого зазора увеличивают при значениях измеренного давления и измеренного объемного расхода охладителя выше верхнего задаваемого предельного значения и величину зазора уменьшают при значениях измеренных упомянутых объемного расхода и давления охладителя ниже нижнего задаваемого предельного значения. Использование изобретения обеспечивает повышение качества прокатанной полосы металла. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх