Способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане



Способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане
Способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане
Способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане
Способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане

 


Владельцы патента RU 2578328:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к технологии прокатного производства, конкретно к технологии непрерывной прокатки тонких полос, и может быть использовано на многоклетевых широкополосных станах горячей прокатки. Сущность изобретения состоит в том, что заранее, на стадии настройки стана, задают в математическую модель процесса прокатки такие параметры режима прокатки, которые обеспечивают минимальные отклонения от плоскостности готовых полос. В процессе прокатки в случае выхода при настроечной прокатке значений неплоскостности за заданные по техническим условиям пределы корректируют реальные параметры режима настроечной прокатки. При этом используют пошаговый алгоритм коррекции, учитывающий все технологические параметры, влияющие на неплоскостность полосы. Данный алгоритм позволяет с наибольшей точностью и надежностью обеспечить далее, уже на стадии технологической прокатки, невыход показателей точности формы полосы за заданные заранее пределы. В этом заключается технический результат изобретения. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к технологии прокатного производства, конкретно к технологии непрерывной прокатки тонких полос, и может быть использовано на многоклетевых широкополосных станах горячей прокатки.

Известен способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане, включающий прокатку заготовки в черновой группе клетей стана, прокатку полос в чистовой непрерывной группе клетей, с охлаждением полосы в межклетевых промежутках и на отводящем рольганге водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге. При прокатке в чистовой группе клетей регулирование теплового профиля полосы осуществляют дифференцируемым управляемым охлаждением поверхности рабочих валков водой по ширине. Охлаждение осуществляют сверху и снизу непосредственно со стороны выхода из очага деформации [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что в нем предусматривается воздействие на поперечный профиль прокатываемой полосы только с помощью изменения режима охлаждения бочек рабочих валков, при этом не используется регулирование поперечного профиля полосы с помощью других технологических параметров, зачастую более эффективно воздействующих на профиль.

Известен способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане, включающий прокатку заготовки в черновой группе клетей стана, прокатку полос в чистовой непрерывной группе клетей, с охлаждением полосы в межклетевых промежутках и на отводящем рольганге, с последующей смоткой в рулоны, при этом на промежуточном рольганге после черновой группы клетей предварительно охлаждают его поверхности водно-воздушной смесью дифференцированно по длине раската.

Способ обеспечивает оптимальную микроструктуру горячекатаной полосы путем управления охлаждением раската на промежуточном рольганге [2].

Недостаток этого способа состоит в том, что в нем не предусматривается воздействие на технологические параметры процесса прокатки с целью повышения точности геометрических характеристик проката.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности является способ горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане, включающий в себя последовательную прокатку нагретого сляба в черновой и чистовой группах клетей, с регламентированными величинами обжатий и натяжений, и предварительную настройку режима прокатки, с использованием математической модели процесса прокатки и прогнозированием показателей неплоскостности, ввод в указанную модель данных о марке и химическом составе материала прокатываемой полосы, а также контролируемых датчиками значений толщины полосы после черновой и чистовой групп клетей в трех точках по ширине: в середине, у левой и правой кромок, температуры ее перед чистовой группой, настроечных параметров режима прокатки в чистовой группе клетей: профилировки валков, частных обжатий в каждой клети, межклетевых натяжений, заданной скорости на выходе из последней клети, обработку моделью всех этих данных и выдачу зависящих от них ожидаемых показателей неплоскостности полосы после каждой клети чистовой группы: коэффициентов вытяжки в середине, у левой и правой боковых кромок, их разности, амплитуды неплоскостности, и в случае выхода амплитуды неплоскостности за допустимые, заранее заданные пределы коррекцию оператором чистовой группы стана настройки режима прокатки [3]. Этот способ принят в качестве прототипа.

Недостаток способа-прототипа состоит в том, что в нем не разработан алгоритм коррекции параметров режима прокатки при настройке, обеспечивающий уменьшение прогнозируемых показателей неплоскостности до заданных значений. Правильность и точность коррекции в известном способе в большой мере зависят от опыта оператора, что не гарантирует надежности настройки.

Задача изобретения - разработка применительно к способу-прототипу алгоритма коррекции параметров режима прокатки, позволяющего исключить из процесса настройки фактор опыта оператора и тем самым повысить надежность настройки.

Указанная задача решается тем, что в способе горячей прокатки тонких полос на широкополосном стане, включающем последовательную прокатку нагретого сляба в черновой и чистовой группах клетей, с регламентированными величинами обжатий и натяжений, и предварительную настройку режима прокатки, с использованием математической модели процесса прокатки и прогнозированием показателей неплоскостности, ввод в указанную модель данных о марке и химическом составе материала прокатываемой полосы, а также контролируемых датчиками значений толщины полосы после черновой и чистовой групп клетей в трех точках по ширине: в середине, у левой и правой кромок, температуры ее перед чистовой группой, настроечных параметров режима прокатки в чистовой группе клетей, включающие профилировки валков, обжатия в каждой клети, межклетевые натяжения и заданную скорость на выходе из последней клети, обработку с использованием математической модели процесса прокатки упомянутых данных и выдачу зависящих от них ожидаемых показателей неплоскостности полосы после каждой клети чистовой группы, включающих коэффициенты вытяжки в середине и у левой и правой боковых кромок, их разности, амплитуды неплоскостности, и в случае выхода амплитуды неплоскостности за допустимые, заранее заданные пределы коррекцию настройки режима прокатки согласно изобретению при превышении рассчитанной по модели амплитуды неплоскостности полосы на выходе из последней клети чистовой группы стана упомянутых допустимых значений во всех клетях чистовой группы стана, начиная с первой (i=1…k, где k - номер последней клети), последовательно вычисляют с использованием математической модели процесса прокатки коэффициенты вытяжки и их разности по следующим математическим выражениям:

Δλлевiсерiлевi, Δλправiсерiправi,

λлевi=hлевi-l/hлевi; λсерi=hсерi-1/hсерi;

λправi=hправi-1/hправi;

где λлевi, λсерi, λправi - коэффициенты вытяжки в i-й клети соответственно по левой кромке, в середине и по правой кромке;

hлевi-1, hсерi-1, hправi-1 - толщина полосы на входе в i-ю клеть соответственно на левой кромке, в середине и на правой кромке,

hлевi, hсерi, hправi - толщина полосы на выходе из i-й клети соответственно на левой кромке, в середине и на правой кромке,

и при Δλлевi>0 и (или) Δλправi>0 увеличивают расход и давление охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, увеличивают обжатие в i-й клети, перераспределяют суммарное обжатие с уменьшением обжатия в тех клетях, где Δλлевi<0 и/или Δλправi<0, уменьшают межклетевые натяжения и уменьшают шлифовочную выпуклость рабочих валков в i-й клети, а при Δλлевi<0 и/или Δλправi<0 уменьшают расход и давление охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, уменьшают обжатие в i-й клети, перераспределяют суммарное обжатие, с увеличением обжатия в тех клетях, где Δλлевi>0 и/или Δλправi>0, увеличивают межклетевые натяжения и увеличивают шлифовочную выпуклость рабочих валков в i-й клети, при этом коррекцию настройки режима прокатки осуществляют в пошаговом режиме до достижения амплитудой неплоскостности полосы упомянутых допустимых значений и дальнейшую технологическую прокатку проводят в скорректированном режиме.

Кроме того, увеличение расхода и давления охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, увеличение обжатия в i-й клети и перераспределение суммарного обжатия осуществляют одновременно или выборочно.

Кроме того, уменьшение расхода и давления охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, уменьшение обжатия в i-й клети и перераспределение суммарного обжатия осуществляют одновременно или выборочно.

Сущность изобретения заключается в том, что оператор стана заранее, на стадии настройки стана, задавая такие параметры режима прокатки, которые обеспечивают минимальные отклонения от плоскостности готовых полос, корректирует реальные параметры режима настроечной прокатки, в случае выхода значений неплоскостности за заданные значения, используя при этом пошаговый алгоритм коррекции, описанный в изобретении. При этом данный алгоритм учитывает все технологические параметры, влияющие на неплоскостность полосы, что позволяет с наибольшей точностью и надежностью обеспечить далее, уже на стадии технологической прокатки, невыход показателей точности формы полосы за заданные заранее в соответствии с техническими требованиями пределы.

Ниже приводится пример конкретной практической реализации способа согласно изобретению.

Способ был опробован при производстве на широкополосном стане 2000 полос из стали 3сп толщиной 1,57 мм, шириной 1250 мм из подката, поступившего из черновой группы на вход в чистовую группу клетей, имевшего толщину 35,4 мм.

Фактические режимы прокатки этих полос до использования изобретения приведены в таблице 1.

Данные таблицы 1 были введены в модель идентификации факта неплоскостности полосы и ее численных значений, а также в алгоритм коррекции режима прокатки. Расчетная амплитуда волны для этих полос на выходе из последней - 12-й клети оказалась равной 18,8 мм, а фактическая (по замерам) 17 мм, что свидетельствует о достоверности модели идентификации неплоскостности.

Коррекции, выполненные по первому альтернативному варианту описанного выше алгоритма, согласно изобретению заключались в следующем (таблица 2).

1. Уменьшены обжатия в 4-х последних клетях чистовой группы на 20-23%. Такое уменьшение обеспечило в этих клетях снижение усилия прокатки, упругих деформаций рабочих валков и увеличило обжатие полосы в середине ее сечения. Увеличение обжатия в середине сечения полосы позволило выровнять вытяжки и устранить дефект «волна».

2. Увеличены обжатия в 3 первых клетях чистовой группы на 10-15% для сохранения конечной толщины полосы.

3. Дополнительно на 10-15% увеличены натяжения в межклетевых промежутках. Это обеспечило дополнительное снижение усилия прокатки во всех клетях, уменьшило деформации валков и, следовательно, увеличило обжатие полосы по середине сечения во всех клетях, тем самым дополнительно выравнивая вытяжки и устраняя дефект «волна» на готовой полосе.

4. Дополнительно осуществлена перевалка рабочих валков с уменьшением шлифовочной выпуклости профиля в каждой из 3-х первых клетей на 0,05 мм и увеличением выпуклости шлифовочного профиля в каждой из 4-х последних клетей чистовой группы на 0,05 мм.

Расчетная амплитуда «волны» на полосе, полученной при прокатке по скорректированному режиму, оказалась равной 2,5 мм. Полоса с амплитудой дефекта «волна», равной 2,5 мм, соответствует категории плоскостности полосы ПВ.

Коррекции, выполненные по описанному выше алгоритму по второму альтернативному варианту, согласно изобретению заключались в следующем (таблица 3).

1. Уменьшены обжатия в 4-х последних клетях чистовой группы на 18-20%. Такое уменьшение обеспечило в этих клетях снижение усилия прокатки, упругих деформаций рабочих валков и увеличило обжатие полосы в середине ее сечения. Увеличение обжатия в середине сечения полосы позволило выровнять вытяжки и устранить дефект «волна».

2. Увеличены обжатия в 3 первых клетях чистовой группы на 8-13% для сохранения конечной толщины полосы.

3. Уменьшены расходы и давления охлаждающей воды, подаваемой на бочки рабочих валков 4 последних клетей чистовой группы, на 100-120 м3/ч и 1 бар соответственно.

4. Увеличены расходы охлаждающей воды и давления охлаждающей воды, подаваемой на бочки рабочих валков 3 первых клетей чистовой группы на 70-90 м3/ч и 1 бар соответственно.

5. Дополнительно на 10-15% увеличены натяжения в межклетевых промежутках.

Это обеспечило дополнительное снижение усилия прокатки во всех клетях, уменьшило деформации валков и, следовательно, увеличило обжатие полосы по середине сечения во всех клетях, тем самым дополнительно выравнивая вытяжки и устраняя дефект «волна» на готовой полосе.

6. Дополнительно осуществлена перевалка рабочих валков с уменьшением выпуклости шлифовочного профиля в каждой из 3-х первых клетей на 0,05 мм и увеличением выпуклости шлифовочного профиля в каждой из 4 последних клетей чистовой группы на 0,05 мм.

Расчетная амплитуда «волны» на полосе, полученной при прокатке по скорректированному режиму, оказалась равной 1,9 мм. Полоса с амплитудой дефекта «волна», равной 1,9 мм, соответствует той же категории плоскостности полосы ПВ.

Коррекции, выполненные по описанному выше алгоритму по третьему альтернативному варианту, согласно изобретению заключались в следующем (таблица 4).

1. Уменьшены расходы и давления охлаждающей воды, подаваемой на бочки рабочих валков 4 последних клетей чистовой группы, на 350-450 м3/ч и 5 бар соответственно.

2. Увеличены расходы охлаждающей воды и давления охлаждающей воды, подаваемой на бочки рабочих валков 3 первых клетей чистовой группы на 250-300 м3/ч и 3,5 бар соответственно.

3. Дополнительно на 10-15% увеличены натяжения в межклетевых промежутках. Это обеспечило дополнительное снижение усилия прокатки во всех клетях, уменьшило деформации валков и, следовательно, увеличило обжатие полосы по середине сечения во всех клетях, тем самым дополнительно выравнивая вытяжки и устраняя дефект «волна» на готовой полосе.

4. Дополнительно осуществлена перевалка рабочих валков с уменьшением выпуклости шлифовочного профиля в каждой из 3-х первых клетей на 0,05 мм и увеличением выпуклости шлифовочного профиля в каждой из 4 последних клетей чистовой группы на 0,05 мм.

Расчетная амплитуда «волны» на полосе, полученной при прокатке по скорректированному режиму, оказалась равной 3,5 мм. Полоса с амплитудой дефекта «волна», равной 3,5 мм, соответствует той же категории плоскостности полосы ПВ.

Источники информации

1. Патент РФ №2300431, МПК B21B 1/00, 2007.

2. Патент РФ №2279937, МПК B21B 1/26, 2006.

3. Гарбер Э.А., Мишнев П.А. и др. Моделирование и уменьшение неплоскостности полос при горячей прокатке на стадии настройки широкополосного стана. «Производство проката», №3, 2014, с. 7-13.

1. Способ горячей прокатки тонких полос в широкополосном стане, включающий последовательную прокатку нагретого сляба в черновой и чистовой группах клетей с регламентированными величинами обжатий и натяжений и предварительную настройку режима прокатки с использованием математической модели процесса прокатки и прогнозированием показателей неплоскостности, ввод в указанную модель данных о марке и химическом составе материала прокатываемой полосы, а также контролируемых датчиками значений толщины полосы после черновой и чистовой групп клетей в середине, у левой и правой кромок полосы, температуры полосы перед чистовой группой, настроечных параметров режима прокатки в чистовой группе клетей, включающие профилировку валков, обжатия в каждой клети, межклетевые натяжения и заданную скорость на выходе из последней клети, обработку с использованием математической модели процесса прокатки упомянутых данных и выдачу зависящих от них ожидаемых показателей неплоскостности полосы после каждой клети чистовой группы, включающих коэффициенты вытяжки в середине и у левой и правой боковых кромок, их разности, амплитуды неплоскостности, и в случае выхода амплитуды неплоскостности за допустимые, заранее заданные пределы коррекцию настройки режима прокатки, отличающийся тем, что при превышении рассчитанной по упомянутой модели амплитуды неплоскостности полосы на выходе из последней клети чистовой группы стана упомянутых допустимых значений во всех клетях чистовой группы стана, начиная с первой, при этом i=1…k, где k - номер последней клети, последовательно вычисляют с использованием математической модели процесса прокатки коэффициенты вытяжки и их разности по следующим математическим выражениям:
Δλлевi=Δλсерiлевi, Δλправiсерiправi,
λлевi=hлевi-1/hлевi, λсерi=hсерi-1/hсерi;
λправi=hправi-1/hправi,
где λлевi, λсерi, λправi - коэффициенты вытяжки в i-й клети соответственно по левой кромке, в середине и по правой кромке;
hлевi-1, hсерi-1, hправi-1 - толщина полосы на входе в i-ю клеть соответственно на левой кромке, в середине и на правой кромке,
hлевi, hсерi, hправi - толщина полосы на выходе из i-й клети соответственно на левой кромке, в середине и на правой кромке,
и при Δλлевi>0 и/или Δλправi>0 увеличивают расход и давление охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, увеличивают обжатие в i-й клети, перераспределяют суммарное обжатие с уменьшением обжатия в тех клетях, где Δλлевi<0 и/или Δλправi<0, уменьшают межклетевые натяжения и уменьшают шлифовочную выпуклость рабочих валков в i-й клети,
а при Δλлевi<0 и/или Δλправi<0 уменьшают расход и давление охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, уменьшают обжатие в i-й клети, перераспределяют суммарное обжатие, с увеличением обжатия в тех клетях, где Δλлевi>0 и/или Δλправi>0, увеличивают межклетевые натяжения и увеличивают шлифовочную выпуклость рабочих валков в i-й клети, при этом коррекцию настройки режима прокатки осуществляют в пошаговом режиме до достижения амплитудой неплоскостности полосы упомянутых допустимых значений и дальнейшую технологическую прокатку проводят в скорректированном режиме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что увеличение расхода и давления охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, увеличение обжатия в i-й клети и перераспределение суммарного обжатия осуществляют одновременно или выборочно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшение расхода и давления охлаждающей воды, подаваемой на середину бочки рабочих валков i-й клети, уменьшение обжатия в i-й клети и перераспределение суммарного обжатия осуществляют одновременно или выборочно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области прокатки. Технический результат - повышение качества полосы.

Изобретение относится к способу и управляющему устройству для проведения способа установки состояния (S1, S2, S3) прокатываемого материала (G, GX), в частности, черновой полосы, которое задано, по меньшей мере, клиновидностью и/или серповидностью прокатываемого материала (G, GX), при этом прокатываемый материал (G, GX) переводят из начального состояния (S1) посредством прокатки с помощью прокатной клети (1), в частности черновой клети, и за счет внесения напряжения ( ) в прокатываемый материал (G, GX) с помощью дополнительных обрабатывающих средств (7, 8), в промежуточное состояние (S2), и при этом прокатываемый материал (G) переводят из промежуточного состояния (S2) с помощью, по меньшей мере, одного обрабатывающего агрегата (A1, A2, A3, , AN) в конечное состояние (S3).

Изобретение относится к способу и устройству для горячей прокатки в линии прокатного стана для горячей прокатки полос или на стане Стеккеля, причем в одной или нескольких черновых клетях плоские заготовки раскатываются в полосовые заготовки (черновые полосы).

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к способу прокатки металлической полосы на непрерывных станах горячей и холодной прокатки. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в листопрокатных технологиях. .

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и предназначено для регулирования плоскостности прокатываемых полос. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматизированных системах управления качеством прокатываемых полос на непрерывных тонколистовых станах.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане. Для повышения уровня стабильности механических свойств рулонного горячекатаного проката осуществляют прокатку непрерывнолитой заготовки в черновой и чистовой группах клетей, ламинарное охлаждение проката на отводящем рольганге и его смотку.

Изобретение относится к технологии производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей автомобиля методом штамповки.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане, и может быть использовано при изготовлении проката для труб с толщиной стенки 11-25 мм.

Изобретение относиться к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос. Способ включает нагрев слябов и их горячую прокатку в черновых и чистовых клетях.

Изобретение относится к области металлургии и используется для изготовления сварных нефте- и газопроводов, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера. Для повышения коррозионной стойкости, хладостойкости и выхода годного горячекатаного полосового проката прокатку в черновой группе клетей ведут до толщины раската не менее 4,3 от толщины готовой полосы, чистовую прокатку ведут при температуре начала прокатки, равной от Ar3+70°С до Ar3+170°С, а температуру смотки определяют в зависимости от температуры конца прокатки из соотношения: Тк.чист-370°C≤Tcм≤Тк.чис-270°С.

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено для получения штрипсов с категорией прочности К60 (Х70), используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаного проката повышенной прочности из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей большегрузных автомобилей, подъемно-транспортных механизмов и сельскохозяйственных машин методом штамповки, гибки и профилирования.
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к производству толстых листов из низколегированной стали. Для повышения коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах, а также сопротивляемости к хрупкому разрушению при температуре до -10°C непрерывнолитую заготовку получают из стали со следующим соотношением элементов, мас.%: C=0,035-0,070, Si=0,10-0,25, Mn=1,05-1,40, Cr≤0,l, Ni=0,38-0,45, Cu=0,20-0,35, Mo=0,14-0,20, Al=0,02-0,05, (Ti+V+Nb)=0,07-0,11, Fe и примеси - остальное, при этом углеродный эквивалент составляет Cэ≤0,42%, коэффициент трещиностойкости - Pcm≤0,22%.

Изобретение относится к области металлургии. В настоящем изобретении предложен стальной лист, полученный методом горячей прокатки, который имеет улучшенное свойство удлинения при сохранении удовлетворительно высокой прочности, составляющей по меньшей мере 590 МПа.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане. Для повышения прочностных свойств проката до уровня судостали категории GL-A36, GL-D36, GL-E36 и др.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких полос на непрерывных станах горячей прокатки. Повышение точности геометрических размеров по толщине полос обеспечивается за счет того, что прокатка на непрерывном широкополосном стане полос заданной ширины В мм с регламентированной выпуклостью поперечного профиля не более 0,06 мм обеспечивается за счет того, что в рамках одной кампании рабочих валков последовательно прокатывают не более 30 полос шириной В1<(В-50) мм для разогрева бочек рабочих валков, не менее 2000 тонн проката шириной В2 мм, при этом В≤В2≤(В+50), и не более 1050 тонн проката заданной ширины В мм в конце кампании рабочих валков. 1 табл.
Наверх