Способ производства полосного металла и установка для осуществления этого способа
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства полосного металла. Отливают литье в отливочной машине, снабженной кристаллизатором для получения заготовки и устройством прикатки с валками, расположенными за кристаллизатором, и тянущим узлом, расположенным за упомянутым устройством прикатки, которые выборочно настраиваются при изменении толщины полосного металла для оказания регулируемого действия по уменьшению толщины литья, выходящего из кристаллизатора. Изобретение позволяет модулировать и регулировать уменьшение толщины в зависимости от конечной толщины полосы, позволяя сбалансировать уменьшение толщины в зависимости от конечной толщины полосы, позволяя сбалансировать уменьшение толщины частично в отливочной машине и в прокатном стане, а также снизить усилия прокатки в прокатных клетях. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 22 ил.
Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к способу производства полосного металла и к установке для осуществления этого способа.
Предлагаемый способ позволяет, в частности, определить режимы для получения полосного металла и схему установки для производства горячекатаного полосного металла.
Предпосылки создания предлагаемого изобретения
В металлургической отрасли известны установки для производства полосного металла, которые обычно имеют в своем составе литейную форму, выполненную с возможностью отливать в ней заготовки, извлекающие устройства, выполненные с возможностью извлекать заготовки из литейной формы, и прокатную линию, которая расположена за извлекающими устройствами и выполнена с возможностью уменьшать общую толщину заготовки до получения полосного металла желаемой толщины.
Известно, что в зависимости от толщины получаемого полосного металла и от общей производительности, которую должна обеспечивать установка, всей установке придают подходящую конфигурацию, удовлетворяющую требуемым параметрам, по меньшей мере, в отношении производительности установки и значений толщины полосы.
Известно, что в соответствии с упомянутыми требованиями клиенту поставляют установки непрерывного действия, установки полунепрерывного действия, например, типа ''виток к витку'' и/или полунепрерывного действия, или же комбинированные установки непрерывного действия и полунепрерывного действия.
Установки непрерывного действия обеспечивают подачу литья, захватываемого прямо из литейной формы и подаваемого на прокатную линию без его разрезания вплоть до последнего витка.
В установках полунепрерывного действия предусмотрено, что за отливочной машиной или черновыми клетями литье разрезают по размеру и помещают в нагревательную и/или поддерживающую печь, которая используется также как накопитель для литья, например, когда нужно приостановить последующую прокатку в случае небольших неполадок или запланированной смены валков.
Если за отливочной машиной или черновыми клетями литье разрезают на такую длину, что по завершении процесса прокатки получается один виток, то такой процесс называют ''виток к витку''. А если за отливочной машиной или черновыми клетями литье разрезают на такую длину, что по завершении процесса прокатки получается несколько, обычно от двух до пяти, витков, то такой процесс называют полунепрерывным.
Известно также, что с помощью подходящих нестандартных приемов установка полунепрерывного действия может быть доработана таким образом, что она будет работать в непрерывном режиме, обеспечивая преимущества этого решения.
Выбор типа установки и число требуемых компонентов, например, число клетей прокатного стана, или выбор числа черновых клетей и чистовых клетей обычно осуществляется на основе опыта специалистов в данной области.
Однако этот выбор, то есть подготовка установки по производству полосного металла, не всегда позволяет достичь оптимального компромисса между капитальными вложениями и эксплуатационными затратами. Поэтому бывают ситуации, когда вложения в строительство установки слишком велики по сравнению с доходами, и поэтому поставляется установка большей, чем нужно клиенту, производительности, или же возникают ситуации, когда установка имеет пониженный размер и поэтому не может обеспечить нужную клиенту производительность.
Некоторые известные способы и установки для производства полосного металла, которые, однако, имеют описанные выше проблемы, описаны в документах WO 92/00815 А1, JP S62 248542 А и WO 02/40201 А2.
Поэтому задача предлагаемого изобретения состоит в создании установки с правильно выбранными размерами, соответствующими нуждам клиента, осуществляющего способ получения горячекатаного полосного металла, например, стали, так чтобы была оптимизирована производительность установки по производству полосного металла с как можно меньшим числом клетей при поддержании максимальной скорости работы отливочной машины (скорости отливки) в отношении различных типов стали.
Еще одной целью предлагаемого изобретения является создание установки для производства горячекатаного полосного металла, требующей ограниченных капитальных вложений и низких эксплуатационных затрат по сравнению с известными установками для производства полосного металла той же толщины.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании установки и усовершенствовании соответствующего способа производства горячекатаного полосного металла с обеспечением возможности по выбору варьировать толщину литой заготовки относительно окончательной толщины полосы.
Еще одной целью предлагаемого изобретения является создание способа производства полосного металла, позволяющего получить установку, которая была бы очень гибкой и удовлетворяла бы конкретным требованиям клиента.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании установки для производства полосного металла, которая была бы конкурентоспособной на рынке.
Для преодоления недостатков уровня техники и достижения вышеозначенных и других целей и преимуществ заявитель разработал, испытал и осуществил предлагаемое изобретение.
Краткое описание предлагаемого изобретения
Предлагаемое изобретение изложено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения, в то время как в зависимых пунктах формулы изобретения описаны другие характеристики изобретения или варианты главной изобретательской идеи.
В соответствии с вышеуказанными целями изобретения предлагаемый способ производства полосного металла содержит стадию отливки металла с помощью отливочной машины, оснащенной кристаллизатором для получения заготовки, и стадию горячей прокатки этой заготовки в прокатном стане для получения полосного металла различной толщины.
На стадии отливки отливочная машина воздействует на литье, уменьшая его толщину при его выходе из кристаллизатора.
Согласно одному аспекту осуществления изобретения отливочную машину по выбору регулируют всякий раз при изменении толщины полосы, чтобы изменить воздействие машины на литье при уменьшении его толщины.
В частности, предлагаемый способ включает, при тех же размерах кристаллизатора, по меньшей мере первую стадию, на которой производят первую полосу, имеющую первую толщину, при этом с помощью отливочной машины обеспечивают первую степень уменьшения толщины литья и по меньшей мере вторую стадию, на которой производят вторую полосу, имеющую вторую толщину, меньшую упомянутой первой толщины, при этом с помощью отливочной машины обеспечивают вторую степень уменьшения толщины литья, отличающуюся от первой степени уменьшения толщины литья; степень уменьшения толщины литья определяется как разница между толщиной литья, выходящего из кристаллизатора, и толщиной заготовки, выходящей из отливочной машины, соотнесенной с толщиной литья, выходящего из кристаллизатора.
Такое решение позволяет модулировать толщину заготовки, выходящей из отливочной машины, как функцию окончательной толщины полосы, что повышает эффективность установки по производству полосного металла и качество получаемой полосы.
Предлагаемое изобретение в некоторых применениях позволяет с сохранением той же производительности, что у известной установки, сократить количество клетей прокатного стана по меньшей мере на одну единицу. Это определяет экономические преимущества всей установки.
Уменьшение толщины получаемой в каждом случае полосы осуществляют частично в отливочной машине и частично в прокатном стане, благодаря чему повышается эффективность и качество производимой полосы.
Если при той же производительности число клетей прокатного стана по сути то же, что у известной установки, то предлагаемое изобретение во всяком случае позволяет сократить число сжатий при прокатке, так как уменьшение толщины частично осуществляют прямо в отливочной машине, а не полностью в прокатном стане, как это имеет место в уровне техники.
Благодаря уменьшению давления при сжатии прокатываемой заготовки этот прием позволяет экономить энергию и получать полосу более высокого качества, потому что, например, улучшаются ее профиль и плоскостность и уменьшается риск вдавливания окалины в поверхность полосы.
Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет сократить частоту технического обслуживания, по меньшей мере в отношении прокатного стана.
Краткое описание прилагаемых графических материалов
Эти и другие характеристики предлагаемого изобретения станут понятны из дальнейшего описания некоторых вариантов его осуществления, не ограничивающих объема изобретения, со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи).
На прилагаемых чертежах с фиг. 1 по фиг. 9 проиллюстрировано несколько возможных вариантов осуществления установки для производства полосного металла предлагаемым способом.
На фиг. 10 изображены кривые, построенные для толщины Н литья, выходящего из кристаллизатора; показано изменение степени уменьшения толщины литья, обеспечиваемой отливочной машиной, в зависимости от толщины полосы.
На фиг. 11 изображены кривые, построенные для толщины Н литья, выходящего из кристаллизатора; показано изменение степени уменьшения толщины литья, обеспечиваемой в тянущем узле, в зависимости от толщины полосы.
На фиг. 12 графически показаны критерии выбора режимов прокатки.
На фиг. 13 графически проиллюстрированы другие критерии выбора режимов прокатки в отношении толщины полосы и пропускной способности технологической схемы, чтобы принять решение в пользу одного и/или другого режима прокатки.
На фиг. 14 и фиг. 15 изображены кривые корреляции между номинальной толщиной заготовки и производительностью установки и скоростью отливки; оба графика относятся к работе установки в объеме 7200 час/год.
На фиг. 16 графически представлена корреляция между степенью уменьшения толщины и числом клетей прокатного стана.
На прилагаемых фигурах с фиг. 17 по фиг. 22 показаны два иллюстративных варианта осуществления предлагаемого изобретения.
Чтобы облегчить понимание, для идентичных общих элементов на фигурах по мере возможности использованы одинаковые ссылочные обозначения. Должно быть понятно, что элементы и характеристики одного варианта могут быть введены в другие варианты без дополнительных пояснений.
Подробное описание некоторых вариантов осуществления предлагаемого изобретения
Далее подробно описываются различные варианты осуществления предлагаемого изобретения, некоторые из них изображены на прилагаемых фигурах. Каждый из этих вариантов является иллюстративным и не ограничивает объем изобретения. В частности, характеристики, показанные или описанные для одного варианта, могут быть использованы также при создании других вариантов. Должно быть понятно, что в объем предлагаемого изобретения должны быть включены все такие варианты и модификации.
Варианты осуществления предлагаемого изобретения относятся к способу производства полосного металла N в установке 10.
На прилагаемых чертежах с фиг. 2 по фиг. 9 проиллюстрированы возможные схемы размещения оборудования установок 10 для производства полосного металла с воплощением принципов предлагаемого изобретения.
Далее описание проводится со ссылками на фиг. 1, где изображены компоненты установки, расположенные в производственной линии. Компоненты, изображенные на фиг. 1, могут быть скомбинированы друг с другом для получения одной или большего числа схем размещения оборудования, которые можно видеть на прилагаемых фигурах с фиг. 2 по фиг. 9. Поэтому в вариантах осуществления установки 10, изображенных на прилагаемых чертежах с фиг. 2 по фиг. 9, делаются ссылки на компоненты установки, описанной со ссылками на фиг. 1.
Установка 10 для производства полосы N содержит в своем составе по меньшей мере одну отливочную машину 11, в которую заливают жидкий металл для затвердевания и получения заготовки В.
Согласно одному аспекту осуществления предлагаемого изобретения установка 10 содержит в своем составе также прокатный стан 19, расположенный за отливочной машиной 11 и выполненный с возможностью осуществлять горячую прокатку заготовки В и получать полосу N.
Отливочная машина 11 содержит по меньшей мере одну литейную форму 15, снабженную кристаллизатором 15а, в котором происходит формирование литья Р, которое проходит через всю отливочную машину 11.
Кристаллизатор 15а может содержать по меньшей мере две широкие пластины, обращенные друг к другу и находящиеся на расстоянии друг от друга, по меньшей мере на конечном участке, на определенную величину, соответствующую толщине Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а.
Кроме того, ширина упомянутых пластин кристаллизатора 15а согласована с шириной получаемой полосы N.
На выходе из кристаллизатора 15а литье Р покрыто затвердевшей оболочкой, способной удерживать жидкий металл даже за пределами кристаллизатора 15а.
В некоторых вариантах отливочная машина 11 оснащена средствами для уменьшения толщины, которые расположены за кристаллизатором и выполнены с возможностью регулировать их по выбору всякий раз при изменении толщины полосы, чтобы изменить воздействие на литье Р, выходящее из кристаллизатора 15а.
Эти средства для уменьшения толщины могут содержать устройство прикатки с валками и/или валковый узел, например, тянущего типа, как описывается ниже.
В некоторых вариантах отливочная машина 11 содержит устройство прикатки 16 с валками, далее называемое также валковым узлом, расположенное за литейной формой 15 и выполненное с возможностью уменьшать толщину литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, пока сердцевина этого литья еще жидкая или частично жидкая.
В некоторых вариантах валки валкового узла 16 сгруппированы в секции, расположенные друг напротив друга и ориентированные вдоль оси разливки.
Чтобы оказывать выборочное воздействие на уменьшение толщины литья, эти валки можно по выбору перемещать на сближение друг с другом или на удаление друг от друга.
Для перемещения валков валкового узла 16 на сближение друг с другом или на удаление друг от друга и уменьшения толщины литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, с упомянутыми секциями связаны регулирующие устройства 17.
Общее уменьшение толщины, которому подвергается литье Р, выходящее из кристаллизатора 15а, в валковом узле 16 состоит в уменьшении жидкой сердцевины, поэтому оно не вызывает удлинения материала.
На выходе из валкового узла 16 заготовка В является полностью затвердевшей и имеет толщину SB1.
Толщина SB1 заготовки по завершении прикатки жидкой сердцевины определяет производительность отливочной машины 11, а значит и установки в целом.
Сжатие, осуществляемое в валковым узле 16, позволяет соединить две полуоболочки в стыковой точке КР, где имеет место полное затвердевание литья. Точка КР рассматривается также как концевая вершина жидкого конуса, возникающего из мениска жидкого металла в кристаллизаторе 15а.
Согласно одному аспекту осуществления изобретения положение точки КР можно варьировать по продольному простиранию валкового узла 16, влияя на интенсивность уменьшения толщины жидкой сердцевины, обеспечиваемую регулированием секций валкового узла 16, и на интенсивность вторичного охлаждения. Положение точки КР зависит также от скорости отливки. Толщина литья в соответствии с точкой КР равна толщине SB1 заготовки, выходящей из валкового узла 16.
Согласно одному аспекту осуществления изобретения толщину SB1 заготовки по выбору устанавливают в зависимости от окончательной толщины полосы N, в частности, в зависимости от сортамента готовой продукции, производимой установкой, как будет объяснено ниже.
Возможны решения, когда с валковым узлом 16 связаны охлаждающие устройства вторичного охлаждения известных типов, выполненные с возможностью охлаждать наружные поверхности заготовки, тем самым способствуя затвердеванию последней. Охлаждающие устройства могут быть оснащены форсунками, распыляющими воду или водовоздушную смесь. Работа охлаждающих устройств влияет также на положение точки КР.
В некоторых вариантах отливочная машина 11 содержит тянущий узел 18, который расположен за вальцовым узлом 16 и выполнен с возможностью тянуть заготовку В к прокатному стану 19.
Тянущий узел 18 содержит от одной до шести пар тянущих роликов.
Ролики каждой пары расположены друг напротив друга с обеих сторон протягиваемой заготовки В.
В некоторых вариантах тянущий узел 18 выполнен с возможностью прокатывать проходящую через него заготовку В.
Для сближения роликов друг с другом и их удаления друг от друга, а также для регулирования давления на полностью затвердевшую заготовку В, как описывается ниже, ролики каждой пары или хотя бы одной из них могут быть связаны с перемещающими устройствами, например, с гидравлическими цилиндрами известного типа (не показаны).
Возможны решения, когда тянущий узел 18 содержит первое тянущее устройство 18а, расположенное сразу за валковым узлом 16, то есть в вертикальной секции отливочной машины 11. Возможно решение, предположительно сочетаемое с предыдущим решением, когда тянущий узел 18 содержит второе тянущее устройство 18b, расположенное сразу за криволинейной секцией отливочной машины 11.
Наличие первого тянущего устройства 18а предусмотрено только в случае литья в форму с вертикально расположенной полостью.
Наличие второго тянущего устройства 18b предусмотрено только в случае литья в форму с вертикально расположенной полостью и в форму с вертикально-криволинейно расположенной полостью.
Первое тянущее устройство 18а и/или второе тянущее устройство 18b может содержать от одной до трех пар роликов.
Как упоминалось выше, ролики тянущего узла 18 выполнены с возможностью слегка уменьшать толщину жидкой сердцевины в заготовке В толщиной SB1 и поэтому выполняют реальную прокатку, хотя и небольшой величины, которая вызывает удлинение материала. Эта выполняемая тянущим узлом 18 легкая прокатка вызывает дальнейшее уменьшение толщины заготовки В, которая принимает значение SB2, меньшее чем SB1, что позволяет с помощью расположенного далее по производственной линии прокатного стана 19 достичь еще меньших толщин. Тянущий узел 18 расположен в конце отливочной машины 11, поэтому толщина SB2 заготовки В на выходе из тянущего узла 18 соответствует толщине заготовки В на выходе из отливочной машины 11.
Тянущий узел 18 вместе с валковым узлом 16 и кристаллизатором 15а является неотъемлемой частью отливочной машины 11, которая благодаря прокатке, выполняемой роликами, может быть охарактеризована как прокатно-отливочная машина. Под прокатно-отливочной машиной понимается отливочная машина 11, способная выполнять как отливку литья, так и его прокатку частично с жидкой сердцевиной и частично с твердой сердцевиной.
Общее уменьшение толщины, которому внутри отливочной машины 11 подвергают литье Р, выходящее из кристаллизатора 15а, выполняется частично с жидкой сердцевиной и частично с твердой сердцевиной.
Согласно одному аспекту осуществления изобретения распределение уменьшения толщины заготовки в отливочной машине 11 с обеспечением преимущества модулируют между жидкой сердцевиной и твердой сердцевиной согласно конкретным производственным требованиям.
Возможны варианты, в которых прокатный стан 19 содержит узел черновой прокатки 12, выполненный с возможностью прокатывать заготовку В.
Этот узел черновой прокатки 12 может иметь в своем составе одну или больше черновых клетей 20.
В других вариантах прокатный стан 19 содержит узел чистовой прокатки 13, выполненный с возможностью прокатывать заготовку В и придавать ей окончательный размер, то есть, ограничивать металлическую полосу N.
Узел чистовой прокатки 13 расположен за узлом черновой прокатки 12.
Узел чистовой прокатки 13 может содержать одну или больше чистовых клетей 21, каждая из которых выполнена с возможностью прокатывать заготовку и ограничивать толщину SN полосы.
Возможны решения, когда сразу за узлом черновой прокатки 12 установлено режущее устройство 26, выполненное с возможностью выполнять резку прошедшей черновую прокатку заготовки В и вырезать металлопрокат, предназначенный для дальнейшей прокатки с целью получить полосу N.
Установка 10 может содержать по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева, в данном случае одно, два или три устройства индукционного нагрева 22, 23 и 34, выполненные с возможностью нагревать заготовку В.
Возможно решение, когда установка 10 содержит первое устройство индукционного нагрева 22, расположенное за отливочной машиной 11, в данном случае перед узлом черновой прокатки 12, и выполненное с возможностью восстанавливать температуру заготовки перед подачей ее в прокатный стан 19.
Возможно решение, когда установка 10 содержит второе устройство индукционного нагрева 23, расположенное перед узлом чистовой прокатки 13, например, между узлом черновой прокатки 12 и узлом чистовой прокатки 13, и выполненное с возможностью повышать температуру металлопроката перед подачей его в узел чистовой прокатки 13.
Возможно решение, когда второе устройство индукционного нагрева 23 расположено сразу за узлом черновой прокатки 12.
Согласно еще одному решению установка 10 имеет третье устройство индукционного нагрева 34, расположенное между двумя чистовыми клетями 21 и выполненное с возможностью восстанавливать температуру металлопроката в процессе чистовой прокатки.
Согласно еще одному варианту установка 10 содержит по меньшей мере один узел нагрева и/или поддержания, в данном случае два узла нагрева и/или поддержания 32 и 33, выполненных с возможностью осуществлять нагрев или поддерживать температуру отрезков металлопроката.
Узел нагрева и/или поддержания 32 и 33 имеет нагревающую и/или поддерживающую туннельную печь, которая служит также накопителем для металлопроката в случае прерывания процесса прокатки в случае небольших неполадок или запланированной смены валков, благодаря чему удается избежать потерь материала и энергии и не прерывать процесс разливки.
Возможно решение, когда установка 10 имеет первый узел нагрева и/или поддержания 32, расположенный сразу перед прокатным станом 19.
Еще в одном варианте установка 10 имеет второй узел нагрева и/или поддержания 33, расположенный между узлом черновой прокатки 12 и узлом чистовой прокатки 13.
Этот вариант имеет то преимущество, что установка 10 оснащена режущим устройством 35, которое расположено между отливочной машиной 11 и прокатным станом 19 и выполнено с возможностью осуществлять резку производимой отливочной машиной 11 заготовки В на отрезки. При возникновении аварийной ситуации или при необходимости технического обслуживания, например, смены валков прокатного стана 19 упомянутые отрезки могут храниться, с поддержанием их температуры, в первом узле нагрева и/или поддержания 32.
В некоторых вариантах установка 10 имеет промежуточное устройство намотки-размотки 29, расположенное между режущим устройством 26 и узлом чистовой прокатки 13 и выполненное с возможностью наматывать нарезанный режущим устройством 26 металлопрокат и подавать металлопрокат, нарезанный и намотанный перед этим, в узел чистовой прокатки 13.
Возможны варианты, в которых установка 10 имеет в своем составе и второй узел нагрева и/или поддержания 33, и промежуточное устройство намотки-размотки 29, расположенное за первым нагрева и/или поддержания 32.
В качестве промежуточного устройство намотки-размотки 29 можно использовать, например, устройство, описанное в международной заявке на патент WO-A-2011/080300 на имя заявителя данной заявки.
Согласно некоторым решениям промежуточное устройство намотки-размотки 29 имеет первый узел 30 и второй узел 31, которые чередуются в выполнении намотки металлопроката, получаемого из узла черновой прокатки 12, и размотки металлопроката, намотанного перед этим, для подачи его в узел чистовой прокатки 13.
А именно, пока один из двух узлов 30, 31 наматывает металлопрокат, другой узел 31, 30 разматывает другой прошедший черновую прокатку металлопрокат, подавая его дальше по производственной линии. Промежуточное устройство намотки-размотки 29 может также служить временным накопителем, чтобы компенсировать разницу в скорости работы отливочной машины 11 и узла чистовой прокатки 13. При этом промежуточное устройство намотки-размотки 29 ''поглощает'' время остановки прокатного стана для мелкого ремонта или запланированной замены валков, или же в случае мелких неполадок/загромождений, - без необходимости прерывать процесс разливки и, поэтому, без потерь производительности и без помех для предшествующих стадий производственного процесса.
Возможны решения, когда промежуточное устройство намотки-размотки 29 имеет в своем составе нагреватели (не показаны) для нагрева или поддержания температуры содержащегося в них металлопроката.
Согласно еще одному решению установка 10 имеет в своем составе режущее устройство 28, расположенное между узлом черновой прокатки 12 и узлом чистовой прокатки 13 и выполненное с возможностью отрезать головной или хвостовой конец металлопроката, выходящего из узла черновой прокатки 12, в данном случае из промежуточного устройства намотки-размотки 29, и подаваемого в узел чистовой прокатки 13.
Согласно еще одному решению между прокатным станом 19 и узлом окончательной намотки 14 установлен узел охлаждения 24, выполненный с возможностью охлаждать полосу N, выходящую из прокатного стана 19, и обеспечивать возможность собирать полосу в узле окончательной намотки 14.
Еще в одном варианте установка 10 имеет в своем составе узел окончательной намотки 14 для полосы N.
Этот узел окончательной намотки 14 имеет намоточный орган 25, пригодный для намотки полосы N витками.
В некоторых вариантах установка 10 снабжена режущим устройством 27, которое расположено перед узлом окончательной намотки 14 и выполнено с возможностью осуществлять резку полосы N по размеру, как только вес витка полосы N достигнет заданного значения. Режущее устройство 27 может быть расположено между узлом охлаждения 24 и узлом окончательной намотки 14.
На фиг. 2 показан один из вариантов осуществления установки 10, которая имеет в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, режущее устройство 35, первое устройство индукционного нагрева 22 и/или первый узел нагрева и/или поддержания 32, узел чистовой прокатки 13, узел охлаждения 24 и узел окончательной намотки 14.
На фиг. 3 показан еще один вариант осуществления установки 10, которая в добавок к компонентам установки 10, изображенной на фиг. 2, в составе прокатного стана 19 имеет также узел черновой прокатки 12, второе устройство индукционного нагрева 23, второй узел нагрева и/или поддержания 33 и режущее устройство 28, расположенное перед узлом чистовой прокатки 13.
На фиг. 4 показан еще один вариант осуществления установки 10, которая имеет в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, режущее устройство 26, второе устройство индукционного нагрева 23, промежуточное устройство намотки-размотки 29, режущее устройство 28, узел чистовой прокатки 13, узел охлаждения 24 и узел окончательной намотки 14.
Установка 10, изображенная на фиг. 5, имеет в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, прокатный стан 19, оснащенный узлом черновой прокатки 12, режущим устройством 26, вторым устройством индукционного нагрева 23, вторым узлом нагрева и/или поддержания 33, узлом охлаждения 24 и узлом окончательной намотки 14.
Установки 10, описанные со ссылками на прилагаемые фигуры с фиг. 2 по фиг. 5, можно по выбору вводить в действие в режиме «виток к витку».
Установка 10, изображенная на фиг. 6, имеет в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, прокатный стан 19, оснащенный режущим устройством 35, вторым устройством индукционного нагрева 23, вторым узлом нагрева и/или поддержания 33, узлом чистовой прокатки 13, узлом охлаждения 24, режущим устройством 27 и узлом окончательной намотки 14.
Установка 10, изображнная на фиг. 6, может быть приспособлена для работы в режиме ''виток к витку'' или в полунепрерывном режиме.
На фиг. 7 изображена установка 10, имеющая в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, прокатный стан 19, оснащенный узлом черновой прокатки 12, режущим устройством 26, вторым устройством индукционного нагрева 23, узлом чистовой прокатки 13, третьим устройством индукционного нагрева 34, которое расположено между чистовыми клетями 21, узлом охлаждения 24, режущим устройством 27 и узлом окончательной намотки 14.
Установка 10, изображенная на фиг. 7, может быть приспособлена для работы в непрерывном режиме.
На фиг. 8 изображена установка 10, имеющая в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, прокатный стан 19, оснащенный узлом черновой прокатки 12, режущее устройство 26, второе устройство индукционного нагрева 23, промежуточное устройство намотки-размотки 29, режущее устройство 28, узлом чистовой прокатки 13, третье устройство индукционного нагрева 34, расположенное между чистовыми клетями 21, узел охлаждения 24, режущее устройство 27 и узел окончательной намотки 14.
Установка 10, изображенная на фиг. 8, может быть приспособлена для работы в режиме ''виток к витку'' или в непрерывном режиме.
На фиг. 8 изображена установка 10, имеющая в своем составе последовательно размещенные отливочную машину 11, которая была описана выше, прокатный стан 19, оснащенный режущим устройством 35, первым устройством индукционного нагрева 22, первым узлом нагрева и/или поддержания 32, узлом черновой прокатки 12, режущим устройством 26, вторым устройством индукционного нагрева 23, узлом чистовой прокатки 13, третьим устройством индукционного нагрева 34, которое расположено между чистовыми клетями 21, узлом охлаждения 24, режущим устройством 27 и узлом окончательной намотки 14.
Установка 10, изображенная на фиг. 9, может быть приспособлена для работы в режиме ''виток к витку'', в полунепрерывном режиме или в непрерывном режиме.
Варианты установки 10, показанные на прилагаемых фигурах с фиг. 2 по фиг. 9, могут быть предложены клиенту на выбор, так чтобы был обеспечен оптимум с учетом производительности, сортамента готовой продукции и типов выпускаемой стали.
Согласно одному аспекту осуществления изобретения способ производства полосового металла N включает по меньшей мере операции отливки литья Р с помощью отливочной машины 11 для получения заготовки В и горячей прокатки заготовки В в прокатном стане 19 для получения полосового металла N.
Согласно еще одному аспекту осуществления изобретения с помощью отливочной машины 11 в процессе отливки на металл воздействуют таким образом, чтобы уменьшить толщину литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а.
Согласно еще одному аспекту осуществления изобретения для каждого значения толщины производимого полосного металла N отливочную машину по выбору регулируют для оказания соответствующего воздействия по уменьшению толщины литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а.
В частности, предусмотрено, чтобы толщина заготовки В на выходе из отливочной машины 11 всякий раз регулировалась в зависимости по меньшей мере от окончательной толщины получаемого полосного металла N, а также, возможно, от получаемого сортамента готовой продукции.
Такое решение позволяет уменьшить давление, развиваемое в прокатном стане 19, уменьшить требуемые мощности, уменьшить износ прокатных валков, а в некоторых случаях также сократить, хотя бы на одну единицу, число клетей прокатного стана по сравнению с известными установками той же производительности.
Возможно решение, когда при тех же размерах кристаллизатора 15а способ имеет первую стадию, на которой производят первую полосу, имеющую первую толщину SN', при этом отливочная машина 11 обеспечивает первую степень уменьшения толщины TAUA' литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, и вторую стадию, на которой производят вторую полосу, имеющую вторую толщину SN'', меньшую упомянутой первой толщины, при этом отливочная машина 11 обеспечивает вторую степень уменьшения толщины TAUA'' литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, при этом первая степень уменьшения толщины TAUA' отличается от второй степени уменьшения толщины TAU А''.
Согласно одному решению первая степень уменьшения толщины TAU А меньше второй степени уменьшения толщины TAUA''.
Степень уменьшения толщины TAUA определяется как разница между толщиной Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, и толщиной SB2 заготовки, выходящей из отливочной машины 11, соотнесенной с толщиной Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а.
При реализации одного из возможных решений заявитель определил, что отливочную машину 11 можно настроить таким образом, чтобы она обеспечивала уменьшение толщины литья Р согласно следующей формуле: TAUA=K⋅A⋅H-l⋅ea⋅SN
где
K - переменный параметр, изменяющийся в пределах от 0,8 до 1,1,
А - коэффициент, равный приблизительно 4689,
Н - толщина литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, то есть толщина кристаллизатора 15а,
а - коэффициент, равный -0.37,
SN - толщина полосы N, получаемой в конце прокатки.
Величина TAUA, которая определяется по приведенной выше формуле, выражается в процентах и обычно находится в пределах от 2% до 75%.
На фиг. 10 изображено несколько кривых, построенных для толщины Н литья Р, которые показывают изменение значения TAUA в зависимости от толщины SN полосного металла.
Эта формула позволяет оптимизировать настройку отливочной машины 11 в зависимости от толщины кристаллизатора 15а и толщины SN получаемого полосного металла для эффективной работы всей установки, как определено выше.
Возможно решение, когда отливочная машина 11 выполнена с возможностью
i) обеспечивать уменьшение толщины литья Р путем прикатки жидкой сердцевины с помощью валкового узла 16 с достижением степени уменьшения толщины TAU 1,
ii) обеспечивать уменьшение толщины литья Р с помощью тянущего узла 18 с достижением степени уменьшения толщины TAU 2.
Уменьшение толщины литья с помощью тянущего узла 18 не является обязательной операцией предлагаемого способа.
Поэтому степень уменьшения толщины TAU А дается как комбинация степеней уменьшения TAU 1 и TAU 2.
Степень уменьшения толщины TAU 1, обеспечиваемая устройством прикатки, определяется разницей между толщиной Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, и толщиной SB1 заготовки, выходящей из валкового узла 16, соотнесенной с толщиной Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а.
Степень уменьшения толщины TAU 2, обеспечиваемая тянущим узлом 18, определяется как разница между толщиной SB1 заготовки, выходящей из валкового узла 16, и толщиной SB2 заготовки, выходящей из тянущего узла 18, соотнесенной с толщиной SB1 заготовки, выходящей из валкового узла 16.
При реализации одного из возможных решений заявитель определил, что тянущий узел 18 можно настроить таким образом, чтобы он обеспечивал уменьшение толщины SB1 твердой сердцевины литья Р согласно следующей формуле:
TAU2=Q⋅(-B⋅Hb⋅lnSN+C⋅Нс)
где
Q - переменный параметр в пределах от 0,8 до 1,1,
В - первый коэффициент, равный 10928,
Н- толщина литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, как определено выше,
b - второй коэффициент, равный -1.659,
SN - толщина полосного металла,
С - третий коэффициент, равный 10648, с-четвертый коэффициент, равный -1.596.
Возможно решение, когда воздействие по уменьшению толщины твердой сердцевины литья Р применяют к толщинам SN полосового металла от 0,6 мм до 3,5 мм. На деле для этих значений SN воздействие на жидкую сердцевину дает относительно высокий результат с точки зрения уменьшения, с самого начала, толщины первоначальной заготовки до максимума, и поэтому последующее действие тянущего узла 18 по уменьшению толщины твердой сердцевины дает преимущество.
Кроме того, воздействие на твердую сердцевину путем прокатки в тянущем узле 18 позволяет повысить производительность, что дает особое преимущество в случае малых толщин полосного металла.
На фиг. 11 изображено несколько кривых, построенных для толщины Н литья Р, выходящего из кристаллизатора, которые показывают изменение значения TAU 2 в зависимости от толщины SN полосного металла.
Степень уменьшения толщины в узле черновой прокатки 12 обозначена TAU 3 и определяется как разница между толщиной SB2 заготовки В перед узлом черновой прокатки 12 и толщиной заготовки В за узлом черновой прокатки 12, соотнесенной с толщиной SB2 заготовки В перед узлом черновой прокатки 12.
Степень уменьшения толщины в узле чистовой прокатки 21 обозначена TAU 4 и определяется как разница между толщиной заготовки В перед узлом чистовой прокатки 21 и толщиной SN получаемого полосного металла, соотнесенной с толщиной заготовки В перед узлом чистовой прокатки 21.
Степень общего уменьшения толщины, обеспечиваемого прокатным станом 19, обозначена как TAU В и определяется как разница между толщиной SB2 заготовки, выходящей из отливочной машины 11, и толщиной получаемого полосного металла N, соотнесенной с толщиной SB2 заготовки, выходящей из отливочной машины 11. Степень общего уменьшения толщины TAU В, обеспечиваемого прокатным станом 19, можно определить также как комбинацию степеней уменьшения толщины TAU 3 и TAU 4, обеспечиваемых, соответственно, узлом черновой прокатки 12 и узлом чистовой прокатки 13.
Согласно еще одному аспекту осуществления изобретения способ производства полосного металла содержит стадию предоставления клиентом по меньшей мере следующих проектных данных:
- производительность PR, например, годовая производительность установки 10,
- диапазон значений толщины RS и средняя ширина LN полосного металла, который должна производить установка 10,
- распределение значений производительности в зависимости от толщины производимого полосного металла N,
- сортамент готовой продукции, обеспечиваемый отливочной машиной, то есть сорта стали,
- распределение значений производительности в зависимости от типов литья.
Набор приведенных выше параметров определяет сортамент готовой продукции установки, то есть разнообразие изделий, производимых установкой 10, согласно чему выбирают ее конфигурацию, обеспечивающую достижение целей предлагаемого изобретения.
По предоставленному диапазону толщин RS можно определить минимальную толщину SMIN и максимальную толщину SMAX получаемого полосного металла.
В некоторых вариантах способ прокатки позволяет определить оптимальный режим прокатки заготовки В относительно сортамента готовой продукции, затребованного клиентом.
Режим прокатки заготовки В выбран из следующих: непрерывный, полунепрерывный и «виток к витку».
На фиг. 12 графически проиллюстрированы критерии выбора режимов прокатки, указанных выше, по меньшей мере в отношении значений толщины SN полосного металла и используемых сортов стали.
Чтобы создать установку 10, работающую в нескольких режимах, режим прокатки, который нужно всякий раз обеспечить, будет определен путем оптимизации рабочих параметров установки на основе экономических оценок (потребление энергии и эффективность процесса на основе выхода продукции) и требований, предъявляемых к качеству готовой продукции (допуски по размерам и механические свойства полосного металла).
Если в сортаменте готовой продукции преобладают полосы с малыми толщинами и не требуется разливать сталь конкретных сортов, например, перитектические стали, которые представляют трудность для литья и требуют низких скоростей отливки, то может быть предусмотрена возможность выбрать непрерывный режим прокатки, и поэтому можно выбрать одну из схем, представленных на фиг. 7, фиг. 8 или фиг. 9.
Если в сортаменте готовой продукции преобладают полосы с малыми толщинами, но требуется также разливать сталь конкретных сортов, то для прокатки обычно выбирают полунепрерывный режим и режим «виток к витку», и поэтому можно выбрать одну из схем, представленных на фиг. 6 или фиг. 9. И полунепрерывный режим, и режим «виток к витку» позволяют отливать конкретные сорта стали с низкой скоростью, поскольку процесс прокатки не ограничивает процесс отливки. Для полос N тонких и ультратонких, например, от 0,8 мм до 1,4 мм предпочтителен полунепрерывный режим.
На фиг. 13 графически представлен еще один критерий выбора режимов прокатки в отношении толщины полосного металла и пропускной способности схемы установки, выбранной для использования одного и/или другого режима прокатки, из указанных выше.
Для примера, со ссылками на фиг. 13, если выбрана установка согласно схемам, показанным на прилагаемых фигурах с фиг. 2 по фиг. 5, то предусмотрена работа в режиме прокатки «виток к витку» для полос толщиной от приблизительно 1,2 мм до приблизительно 12 мм, а если выбрана схема, представленная на фиг. 9, то предусмотрена работа в непрерывном режиме для полос толщиной от приблизительно 0,6 мм до приблизительно 1 мм, в полунепрерывном режиме для полос толщиной от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм и в режиме «виток к витку» для полос толщиной от приблизительно 2 мм до приблизительно 12 мм.
Согласно еще одному решению предлагаемый способ предусматривает возможность регулировать скорость отливки VC, значение которой выбирают из диапазона от 4,5 м/мин до 6 м/мин.
Для трудных для разливки сталей, таких как стали API (по техническим условиям Американского института нефти), перитектические и кортеновские стали, с успехом применяют низкие скорости отливки, например, от 4,5 м/мин до 5 м/мин. Для более легких для разливки сталей, таких как низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокопрочные легированные, двухфазные, комплексно-фазовые, высокоуглеродистые и марганцево-борные стали устанавливают более высокую скорость отливки, например, от 5 м/мм до 6 м/мм.
Таким же образом скорость отливки VC тоже можно выбирать для выбранных режимов прокатки, то есть, относительно низкие скорости прокатки для режимов «виток к витку» и полунепрерывного и более высокие скорости прокатки для непрерывного режима.
Предлагаемым способом предусмотрено также определение номинальной толщины SBN заготовки, которая в отношении скорости отливки VC и средней ширины LN полосы обеспечивает возможность достижения производительности PR.
Понятие номинальная толщина SBN заготовки может быть истолковано также как постоянная толщина эквивалентной заготовки, которая для того же объема продукции при том же сортаменте готовой продукции соответствует средневзвешенному значению толщин заготовок после уменьшения толщины жидкой сердцевины (в среднем) по соответствующим значениям часовой производительности.
Возможно решение, когда номинальную толщину SBN заготовки определяют по следующей формуле:
SBN=PR / ЧАСЫ РАБОТЫ / (VC*LN*PS)
Под ЧАСЫ РАБОТЫ здесь и в дальнейшем описании, а также в формуле изобретения понимается рабочее время установки (в часах) в течение календарного года за вычетом времени остановок для технического обслуживания, из-за неполадок и т.п.
Здесь PS - это плотность стали, которая обычно равна приблизительно 7,8 кг/дм3.
На фиг. 14 и фиг. 15 графически проиллюстрирована корреляция номинальной толщины SBN заготовки с годовой производительностью PR установки и со скоростью отливки VC.
Фиг.14 относится к ширине заготовки приблизительно 1300 мм, а фиг. 15 - к ширине заготовки приблизительно 1400 мм.
В одном из вариантов осуществления предлагаемый способ включает операцию определения толщины Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, то есть, определяют расстояние между пластинами кристаллизатора 15а в соответствии с выходным сечением последнего. Толщина Н литья Р принята для всего сортимента готовой продукции, заданного клиентом.
Возможен вариант, в котором толщина Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а, превышает номинальную толщину SBN заготовки на величину от 10 мм до 15 мм.
Затем предусмотрена операция определения отношения толщин RSP, обеспечиваемого прокатным станом 19 и рассчитываемого как отношение между толщиной SB2 заготовки, поступающей в прокатный стан 19 при обработке полосы N минимальной толщины SMIN и минимальной толщиной SMIN получаемой полосы N.
Толщину SB2 заготовки, поступающей в прокатный стан 19, при обработке полосы N минимальной толщины SMIN рассчитывают как толщину Н литья Р, выходящего из кристаллизатора 15а минус максимальное уменьшение толщины, обеспеченное отливочной машиной. Возможно решение, когда это максимальное уменьшение толщины, обеспеченное отливочной машиной 11, составляет по меньшей мере 31 мм.
Далее предлагаемым способом предусмотрено определение числа клетей прокатного стана 19 на основании отношения толщин.
Для отношения толщин от 4 до 12 предусмотрено четыре клети прокатного стана.
Для отношения толщин от 12 до 21 предусмотрено пять клетей прокатного стана.
Для отношения толщин от 21 до 52 предусмотрено шесть клетей прокатного стана.
Для отношения толщин от 52 до 101 предусмотрено семь клетей прокатного стана.
Корреляция между числом клетей прокатного стана и отношением толщин проиллюстрирована на фиг. 16.
Число клетей прокатного стана 19- это сумма числа чистовых клетей 21 и числа черновых клетей 20.
Далее предлагаемым способом предусмотрено задание режима распределения уменьшения толщины за счет жидкой сердцевины в отливочной машине 11, осуществляемого валковым узлом 16, и тянущим узлом 18, в отношении заготовки В, выходящей из кристаллизатора 15а, относительно окончательной толщины полосы N.
Этот режим распределения уменьшения толщины литья Р может быть определен по формулам для TAU А и TAU 2, приведенным выше.
Возможно также решение, когда отливочную машину 11 регулируют таким образом, чтобы она уменьшала толщину литья Р на 5 мм для толщины полосы, равной максимальной толщине SMAX, и на величину от 25 мм до 31 мм для толщины полосы, равной минимальной толщине SMIN.
Возможно решение, когда валковый узел 16 обеспечивает максимальное уменьшение толщины RCLMAX за счет жидкой сердцевины, равное приблизительно 25 мм. Возможно решение, когда валковый узел 16 обеспечивает минимальное уменьшение толщины RCLMIN за счет жидкой сердцевины, равное приблизительно 5 мм. Это уменьшение толщины позволяет повысить качество литья Р.
Возможно решение, когда тянущий узел 18 обеспечивает максимальное уменьшение твердой сердцевины по меньшей мере 7 мм при нулевом минимальном уменьшении.
В частности, каждая пара роликов тянущего узла 18 при необходимости может развить давление, обеспечивающее уменьшение толщины на величину от 0,5 мм до 1,5 мм.
Возможны варианты, в которых при задании режима «виток к витку» и при использовании устройства намотки-размотки 29 число черновых клетей 20 определяют таким образом, чтобы на вход устройства намотки-размотки 29 поступал металлопрокат толщиной от 8 мм до 25 мм. При толщине металлопроката меньше 8 мм возникают проблемы с транспортировкой и введением металлопроката в устройство намотки-размотки 29, а при толщине металлопроката больше 25 мм возникают трудности в работе и/или при придании размеров, а также возможны дефекты поверхности.
Возможны варианты, в которых при задании режима «виток к витку» и при использовании узла нагрева и/или поддержания 33 число черновых клетей 20 определяют таким образом, чтобы на вход узла нагрева и/или поддержания поступал металлопрокат толщиной не менее 30 мм. При меньшей толщине потребовалось бы использовать узел нагрева и/или поддержания очень большой длины, что представляет трудность при работе и не экономично.
Возможно решение, когда чистовых клетей 21 по меньшей мере две. Примеры
На прилагаемых фигурах с фиг. 17 по фиг. 22 проиллюстрированы два примера осуществления идей предлагаемого изобретения.
На прилагаемых фигурах с фиг. 17 по фиг. 19 показан первый пример, в котором требуются производительность PR приблизительно 1,1 Мт/год, диапазон толщин RS от 1,2 мм до 8 мм и средняя ширина LN полосы приблизительно 1300 мм.
На фиг. 20, фиг. 21 и фиг. 22 показан второй пример, в котором требуются производительность PR приблизительно 1,4 Мт/год, диапазон толщин RS от 0,8 мм до 3 мм и средняя ширина LN полосы приблизительно 1400 мм.
В четырех последних колонках таблиц, представленных на фиг. 17 и фиг. 20, можно видеть сравнение распределения производительности для сортамента готовой продукции в случае обычного литья и в случае литья с уменьшением толщины согласно предлагаемому изобретению.
Сортамент готовой продукции и значения годовой производительности (см. колонки 11 и 12 таблиц) - это параметры, требуемые клиентом и задаваемые в соответствии с тем, как клиент собирается эксплуатировать установку.
Кроме того, в колонке 6 таблиц, представленных на фиг. 17 и фиг. 20, можно видеть, что толщина SB2 заготовки, выходящей из отливочной машины 11, не остается постоянной с изменением толщины полосы, а уменьшается вместе с уменьшением толщины полосы. А в известных способах толщина SBN заготовки, выходящей из отливочной машины, при изменении толщины полосы остается неизменной, как можно видеть в колонке 2. Это проиллюстрировано также графически на фиг. 18 и фиг. 21.
Это изменение толщины заготовки с изменением толщины готовой полосы получено благодаря тому, что отливочная машина 11 воздействует на жидкую сердцевину заготовки, уменьшая толщину RCL последней, что можно видеть в колонке 3 таблиц на фиг. 17 и фиг. 20.
В этих таблицах показано также уменьшение толщины, обеспечиваемое тянущим узлом 18 (колонка 5), узлом черной прокатки 12 (колонка 7) и узлом чистовой прокатки 13 (колонка 9), а также можно видеть, как эти воздействия распределены по толщинам получаемых готовых полос.
На фиг. 19 и фиг. 22 распределение часовой производительности установки в зависимости от получаемой толщины полосы проиллюстрировано графически для случая известного способа разливки и для разливки с переменной степенью уменьшения толщины согласно изобретению.
В частности, на фиг. 19 и фиг. 22 можно видеть, что в случае известного способа часовая производительность остается неизменной при любой толщине получаемой полосы, в то время как при разливке согласно изобретению часовая производительность изменяется в зависимости от толщины получаемой полосы.
Как можно видеть на фиг. 19 и фиг. 22, в случае малых значений толщины полосы предлагаемый способ обеспечивает более низкую производительность, чем известные способы, но при больших значениях толщины полосы предлагаемый способ обеспечивает более высокую производительность, чем известные способы. В целом, однако, годовая производительность, обеспечиваемая известными способами и предлагаемым способом, одна и та же, а предлагаемый способ обеспечивает преимущества по сравнению с известными способами.
Далее со ссылками на прилагаемые фигуры с фиг. 17 по фиг. 19, относящихся к первому случаю, будет описан режим выбора типа установки и количества клетей прокатного стана 19.
На основе диапазона значений толщины от 1,2 мм до 8 мм и графической иллюстрации критериев выбора режимов прокатки, представленной на фиг. 12, с обеспечением преимущества принимают схему установки, позволяющую осуществлять режим прокатки «виток к витку».
Затем обеспечивают скорость отливки приблизительно 5,5 м/мин, которой при средней ширине LN полосы 1300 мм и производительности 1,1 Мт/год соответствует номинальной толщине SBN заготовки приблизительно 45 мм, как можно вывести графически из фиг. 14.
На основе этой величины SBN можно определить толщину Н литья Р, которая на величину от 10 мм до 15 мм больше, чем номинальная толщина SBN заготовки, в данном случае эта величина равна 55 мм, как можно видеть в таблице, приведенной на фиг. 17.
Затем определяют степень уменьшения толщины, которую нужно обеспечить с помощью прокатного стана 19.
Толщина SB2 заготовки, поступающей в прокатный стан 19, когда обрабатывается минимальная толщина, равна 24 мм.
Поэтому обеспечиваемое прокатным станом 19 отношение толщин RSP в целом равно 24: 1,2=20.
На фиг. 16 можно видеть, что этому отношению толщин соответствует число клетей, равное пяти.
Что касается уровня техники, то в данном случае отношение толщин как отношение номинальной толщины SBN заготовки к минимальной толщине SMIN полосы равно 45:1,2=37,5. Как можно видеть на фиг. 16, этому отношению толщин соответствует число клетей, равное шести. Из этого примера можно видеть, как при одной и той же годовой производительности установки можно сократить число клетей прокатного стана на одну по сравнению с уровнем техники.
Далее со ссылками на прилагаемые фигуры с фиг. 20 по фиг. 22, относящихся ко второму случаю, будет описан другой режим выбора типа установки и количества клетей прокатного стана 19.
На основе диапазона значений толщины от 0,8 мм до 3,0 мм и графической иллюстрации критериев выбора режимов прокатки, представленной на фиг. 12, с обеспечением преимущества принимают схему установки, позволяющую осуществлять непрерывный режим прокатки.
Затем обеспечивают скорость отливки приблизительно 6,0 м/мин, которая при средней ширине LN полосы 1400 мм и производительности 1,4 Мт/год соответствует номинальной толщине SBN заготовки приблизительно 50 мм, как можно вывести графически из фиг. 15.
На основе этой величины SBN можно определить толщину Н литья Р, которая на величину от 10 мм до 15 мм больше, чем номинальная толщина SBN заготовки, в данном случае эта величина равна 65 мм, как можно видеть в таблице, приведенной на фиг. 20.
Затем определяют степень уменьшения толщины, которую нужно обеспечить с помощью прокатного стана 19.
Толщина SB2 заготовки, поступающей в прокатный стан 19, когда обрабатывается минимальная толщина, равна 34 мм.
Поэтому обеспечиваемое прокатным станом 19 отношение толщин RSP в целом равно 34: 0,8=42,5.
На фиг. 16 можно видеть, что этому отношению толщин соответствует число клетей, равное шести.
Что касается уровня техники, то в данном случае отношение толщин как отношение номинальной толщины SBN заготовки к минимальной толщине SMIN полосы равно 50: 0,8=62,5. Как можно видеть на фиг. 16, этому отношению толщин соответствует число клетей, равное семи. Из этого примера можно видеть, как при одной и той же годовой производительности установки можно сократить число клетей прокатного стана на одну по сравнению с уровнем техники.
Должно быть понятно, что предлагаемый способ и описанную ранее установку для осуществления этого способа можно модифицировать и/или дополнять без отступления от существа и объема предлагаемого изобретения.
Должно быть понятно также, что хотя предлагаемое изобретение описано на некоторых конкретных примерах его осуществления, специалист соответствующего профиля в состоянии создать много других эквивалентных вариантов способа и установки для производства полосного металла, имеющих признаки, изложенные в прилагаемой формуле изобретения и, следовательно, охватываемые объемом предлагаемого изобретения.
В прилагаемой формуле изобретения ссылочные обозначения в скобках приведены с единственной целью облегчить чтение, их не следует считать ограничивающими объем изобретения, заявляемого в пунктах формулы изобретения.
1. Способ производства полосного металла (N), в котором отливают литье (Р) в отливочной машине (11), снабженной кристаллизатором (15а), для получения заготовки (В) и выполняют горячую прокатку заготовки (В) в прокатном стане (19) для получения полосного металла (N) разной толщины (SN), причем в процессе отливки с помощью отливочной машины (11) уменьшают толщину литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), характеризующийся тем, что упомянутая отливочная машина (11) снабжена устройством прикатки (16) с валками, расположенными за кристаллизатором (15а), и тянущим узлом (18), расположенным за упомянутым устройством прикатки (16), которые выборочно настраиваются при изменении толщины (SN) полосного металла для оказания регулируемого действия по уменьшению толщины литья (Р), при этом при одних и тех же размерах кристаллизатора (15а) выполняют по меньшей мере первую стадию, на которой производят первую полосу, имеющую первую толщину (SN'), при этом с помощью отливочной машины (11) обеспечивают первую степень уменьшения толщины (TAU А') литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), и вторую стадию, на которой производят вторую полосу, имеющую вторую толщину (SN''), меньшую первой толщины (SN'), причем с помощью отливочной машины (11) обеспечивают вторую степень уменьшения толщины (TAU А'') литья (Р), отличающуюся от первой степени уменьшения толщины (TAU А'), при этом степень уменьшения толщины определена как разница между толщиной (Н) литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), и толщиной (SB2) заготовки, выходящей из отливочной машины (11), соотнесенной с толщиной (Н) литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а).
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что первая степень уменьшения толщины (TAU А') меньше, чем вторая степень уменьшения толщины (TAU А'').
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, характеризующийся тем, что отливочную машину (11) по выбору регулируют на уменьшение толщины литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), согласно следующей формуле:
,
где
K - переменный параметр, изменяющийся в пределах от 0,8 до 1,1,
А - коэффициент, равный приблизительно 4689,
Н - толщина литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), то есть толщина кристаллизатора (15а),
а - коэффициент, равный 0,37,
SN - толщина полосы, получаемой в конце прокатки.
4. Способ по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что отливочная машина (11) содержит устройство прикатки (16) с валками, выполненное с возможностью уменьшать толщину литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), путем прикатки этого литья с жидкой сердцевиной.
5. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что устройство прикатки (16) снабжено валками, расположенными напротив друг друга, между которыми пропускают литье (Р), причем для выбора степени уменьшения толщины литья (Р) за счет его жидкой сердцевины упомянутые валки сближают друг с другом или удаляют друг от друга.
6. Способ по любому из пп. 4 или 5, характеризующийся тем, что отливочная машина (11) содержит тянущий узел (18), выполненный с возможностью уменьшать толщину литья (Р), выходящего из устройства прикатки (16) с валками, за счет прокатки твердой сердцевины литья (Р).
7. Способ по п. 6, характеризующийся тем, что тянущий узел (18) по выбору регулируют таким образом, чтобы он обеспечивал уменьшение толщины твердой сердцевины литья (Р) согласно следующей формуле:
,
где
Q - переменный параметр в пределах от 0,8 и 1,1,
В - первый коэффициент, равный 10928,
Н - толщина литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а),
b - второй коэффициент, равный 1,659,
SN - толщина полосного металла,
С - третий коэффициент, равный 10648,
с - четвертый коэффициент, равный 1,596.
8. Способ по любому из пп. 6 или 7, характеризующийся тем, что толщину твердой сердцевины литья (Р) уменьшают применительно к толщинам (SN) полосового металла от 0,6 до 3,5 мм.
9. Способ по любому из пп. 1-8, характеризующийся тем, что определяют толщину (Н) литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), на величину от 10 до 15 мм, превышающую номинальную толщину (SBN) заготовки, определенную по формуле SBN=PR/ЧАСЫ РАБОТЫ/(VC*LN*PS), где PR - производительность установки, VC - скорость отливки, значение которой выбирают в пределах от 4,5 до 6 м/мин, LN - средняя ширина полосы, и PS - плотность стали.
10. Способ по любому из пп. 1-9, характеризующийся тем, что определяют отношение толщин (RSP), обеспечиваемое прокатным станом (19) и рассчитываемое как отношение между толщиной (SB2) заготовки, поступающей в прокатный стан (19) при обработке полосы (N), минимальной толщины (SMIN) и минимальной толщиной (SMIN) получаемой полосы (N).
11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что на основании отношения толщин определяют число клетей прокатного стана (19), при этом
- при отношении толщин от 4 до 12 предусматривают четыре клети прокатного стана,
- при отношении толщин от 12 до 21 предусматривают пять клетей прокатного стана,
- при отношении толщин от 21 до 52 предусматривают шесть клетей прокатного стана,
- при отношении толщин от 52 до 101 предусматривают семь клетей прокатного стана.
12. Установка для производства полосного металла (N), содержащая отливочную машину (11), снабженную кристаллизатором (15а) и выполненную с возможностью отливать литье (Р) и получать заготовку (В), и прокатный стан (19) для прокатки заготовки (В) для получения полосного металла (N) разной толщины (SN), при этом отливочная машина (11) выполнена с возможностью уменьшать в процессе отливки толщину литья (Р), выходящего из кристаллизатора (15а), характеризующаяся тем, что отливочная машина (11) снабжена устройством прикатки (16) с валками, расположенными за кристаллизатором (15а), и тянущим узлом (18), расположенным за упомянутым устройством прикатки (16), которые выборочно настраиваемы при изменении толщины (SN) полосного металла для оказания регулируемого действия по уменьшению толщины литья (Р), чтобы при одних и тех же размерах кристаллизатора (15а) обеспечить по меньшей мере первую стадию производства первой полосы, имеющей первую толщину (SN'), при этом отливочная машина (11) выполнена с возможностью обеспечить первую степень уменьшения толщины (TAU А') литья (Р) и вторую стадию производства второй полосы, имеющей вторую толщину (SN''), меньшую первой толщины (SNT), причем отливочная машина (11) выполнена с возможностью обеспечить вторую степень уменьшения толщины (TAU А'') литья (Р), отличающуюся от первой степени уменьшения толщины (TAU А'), при этом степень уменьшения толщины определена как разница между толщиной (Н) литья (Р) на выходе из кристаллизатора (15а) и толщиной (SB2) заготовки на выходе из отливочной машины (11), соотнесенной с толщиной (Н) литья (Р) на выходе из кристаллизатора (15а).
