Прокатный стан для производства сортового металла и катанки
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ф= 7. ° ф l (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.04.81 (21) 3281994(22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл В 21 В 1/06 Государственный комитет (53) УДК 621.771. .25.06 (088.8) ло делам изобретений и открытий Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36 Дата опубликования описания 30.09.82 (72) Авторы изобретения Ю. E. Кулак, В. И. Вергелес, В. П. Приходько, Х. М. Сайрйгин, Е. E. Гудков и К. К. Дьяченко 1 I Украинский ордена Трудового Красного Знамени науч1тоисследовательский институт металлов . 1! (71) Заявитель (54) ПРОКАТНЫЙ СТАН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОГО МЕТАЛЛА И КАТАНКИ Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования в производстве горячекатаных профилей сортового проката и катанки. Известен прокатный стан для непрерывно-реверсивной прокатки, содержащий ряд последовательно установленных клетей трио с нереверсивным приводом, клети стана установлены каскадом, т. е. со смешением по вертикали каждой последующей клети, относительно предыдущей в одном направлении. На стане прокатка может вестись в четыре яруса:первый ярус — первая клеть; второй ярус — — первая и вторая клеть; третий ярус — вторая и третья клети; четвертый ярус — четвертая клеть 11). Недостатком стана является ограниченное количество клетей в группе (не более трех) и сложное оборудование, обслуживающее клети (под ьемно-качающиеся столы, подводящие рольганги и т. и.). Стан может быть использован для производства заготовок, использование его для получения готового проката затруднительно. Известен также стан для прокатки сортового металла, в составе оборудования которого имеются клети трио. Стан имеет нагревательную печь, две группы клетей трио: обжимную и чистовую, в которых клети расположены линейно, пилы горячей резки и холодильник. Нагретые заготовки от печи по рольгангу подаются к первой черновой клети трио. С передней и задней стороны рабочей клети установлены параллельные подъемные столы, оборудованные приспособлениями для автоматической кантовки и задачи полосы в валки. После прокатки в первой черновой клети полоса при помоши особых качающихся рычагов передается ко второй черновой клети. Клети имеют общий привод. При передаче от черновых клетей к отделочным полосу с целью улучшения захвата ее валками с переднего конца обрезают ножницами, установленными по линии рольганга. Линия, содержашая чистовую клеть, состоит из трех трехвалковых клетей с обшии приводом, оборудованных с передней стороны стационарными рольгангами, а с задней — наклонными качающимися столами с приводными роликами. 961807 3а качающимися столами установлены раскатные рольганги и шлепперы, посредством которых полосу можно передать от одной клети к другой. На линии отводящего рольганга расположены четыре пилы. На этих пилах производится обрезка концов и разрезка всей полосы на мерные длины (2). При такой схеме размещения основного оборудования работа одной клети стана зависит от другой. Эта зависимость понижает производительность стана. Понижение производительности вызывается наличием групповых становых двигателей, что исключает возможность регулировки скорости прокатки в отдельных клетях, в то врем как эти скорости должны быть дифферен .ны, принимая во внимание увеличи ощу. -я длину полосы, уменьшение ее сечения и, что является главным, понижение температуры. Наиболее близким по технической сущности к заявленному является непрерывный прокатный стан для производства сортового проката, содержащий нагревательные печи с загрузочными устройствами, черновую и чистовую непрерывные группы клетей, ножницы, моталки, холодильник, подводящие и отводящие рольганги, оборудование, отделки и термообработки. Чистовая и черновая группы стана содержат горизонтальные и вертикальные клети дуо, расположенные последовательно одна за другой. Выход на холодильник расположен за последней по ходу прокатки клетью дуо чистовой группы. Холодильник находится за чистовой группой и выход с него — в хвостовой части стана, там же установлено оборудование отделки (3). Недостатками этого стана являются большое количество клетей и большая протяженность цеха. Указанные недостатки обусловлены тем, что в каждой клети дуо осуществляется по одному проходу, а для повышения производительности стана и получения на нем широкого сортамента проката требуется установка достаточно большого количества таких клетей в один ряд одну за другой для ведения непрерывного процесса прокатки. Цель изобретения — повышение компактности стана путем сокращения его длины и количества клетей без сокращения технологических возможностей стана. Для достижения указанной цели, в прокатном стане для производства сортового металла и катанки, содержащем нагревательные печи с загрузочными устройствами, черновую и чистовую непрерывные группы клетей, ножницы, моталки, холодильник, подводящие и отводящие рольганги, оборудование отделки и термообработки, чистовая группа стана выполнена из клетей трио, перед первой из которых установлен допол5 35 нительный отводящий рольганг с выходом на холодильник, и моталки, холодильник стана соединен отдельным рольгангом с загрузочными устройствами нагревательных пе ей, а выход с холодильника, оборудование термообработки и отделки расположены со стороны головной части стана. Средние валки клетей трио выполнены в виде двух невзаимосвязанных между собой кинематически частей, в совокупности образующих бочку валка. Наличие клетей трио в чистовой группе стана позволяет уменьшить количество клетей, протяженность стана непрерывной прокатки. Каждая клеть трио имеет индивидуальный привод, обеспечивающий регулирование скорости вращения валков каждой клети, причем скорость вращения верхнего и нижнего валков одной клети регулируется отдельно. Средние валки, имеющие две независимо вращающиеся друг от друга бочки, могут быть холостыми, или иметь индивидуальный к каждой из бочек привод. Благодаря этому при прокатке в каждой клети трио в верхнеи и нижнем горизонте можно достичь какого угодно различия скоростей движения раската, ведя независимую одновременную прокатку с использованием в различных горизонтах разных бочек среднего валка. Так, для прокатки в верхнем горизонте в каждой клети используется, например, правая бочка среднего валка и расположенная над ней часть бочки врехнего валка, а в нижнем горизонте — левая бочка среднего валка и расположенная под ней часть бочки нижнего валка или наоборот. Причем движение раската в горизонтах противоположно и происходит в двух параллельных вертикальных плоскостях. Для осуществления процесса прокатки средние валки клетей трио выполнены из двух независимо вращающихся рабочих бочек. Конструктивно это может быть выполнено по нескольким вариантам. Бочка среднего валка может быть выполнена в виде двух бандажей, насаженных на общую ось и кинематически не связанных друг с другом. Достоинством такой конструкции является то, что бандажи могут быть выполнены унифицированными для левой и правой частей бочки, а ось может быть использована при замене бандажей многократно. Бочка среднего валка может быть также выполнена в виде двух чашеобразных полувалков, в полостях которых на подшипниках установлен сердечник. Такая конструкция обладает теми же достоинствами, что и вышеописанная, кроме того, при тех же размерах рабочей бочки, исходя из прочностных характеристик, на таком валке могут быть нарезаны более глубокие калибры или получены большие обжатия. 961807 Возможно и другое исполнение среднего валка. Так, только половина бочки валка может быть выполнена в виде свободно вращающегося бандажа, а другая половина выполнена как одно целое с осью, на которую он насажен. Такая конструкция может быть выгодна в том случае, когда при прокатке нескольких профилеразмеров требуется использовать несколько общих калибров для всех профилей. Можно при перевалке заменять только бандажи, а так как наибольшие обжатия при прокатке приходятся на черновые калибры, бандажи должны устанавливаться в нитке, где расположен чистовой калибр. Средние валки клетей трио могут также выполняться в виде двух полувалков, один из которых имеет осевую цилиндрическую полость, а другой — цапфу, размещенную в этой полости на подшипниках. Достоинство этой конструкции в том, что прочностные характеристики полувалка, имеющего полость при одних и тех же размерах бочки выше, чем бандажа. При прокатке в чистовой группе используются полностью бочка среднего валка и половины бочек верхнего и среднего валков. Поэтому нарезка калибров верхнего и нижнего валков может быть выполнена по крайней мере по двум вариантам для целесообразного использования всей бочки валков. В первом варианте на каждой бочке нарезаются одинаковые ручьи (отдельно для нижнего и среднего валков). Тогда при износе работающих калибров при перевалке (если нет необходимости переходить на прокатку другого профиля) заменяется только средний валок, причем в горизонтах заменяется положение ниТок (например, в верхнем нитка была правой, а стала левой), верхний и нижний валок остаются на местах, а средний (новый) по отношению к заменяемому в горизонтальной плоскости -разворачивается на 180 . При условии, что средний новый валок устанавливается в том же положении, что и изношенный, на 180 в горизонтальной плоскости разворачиваются верхний и нижний валки. Во втором варианте на верхнем и нижнем валках нарезаются ручьи для прокаткиразличных профилей. Сначала ведется прокатка одного. Причем для этого используют соответствующие половины бочек верхнего и нижнего валков (например, правую и левую) . При переходе на прокатку следующего профиля заменяется средний валок с ручьями, соответствующими ручьям верхнего и нижнего валков, причем при прокатке нового профиля уже используются другие полубочки верхнего и нижнего валков (например, левая и правая). Наличие в стане холодильника, имеющего соединяющий его с загрузочными устройствами нагревательных печей рольганг, позволяет использовать его для охлаждения заготовок, поступающих от заготовочного стана, в том случае, когда его холодильник. переполнен. Это может быть в том случае, когда по какой-либо причине количество поступающих заготовок больше, чем это нужно для загрузки в печи (например, при длительной остановке стана). Таким образом возможно разгрузить холодильник Также можно изменять и горизонты прокатки, йо для этого нужно оборудовать клети трио реверсивным приводом. Для предотвращения возможного попадания при прокатке окалины в зазоры среднего валка между двумя половинами рабочей бочки половина бочки среднего валка, работающая в паре с верхним валком, выполнена с кольцевой выемкой, в которой нарезан ручей калибра; Расположенные против нее участки бочек верхнего и нижнего валков выполнены с соответствующим увеличением диаметра. На верхнем и нижнем валках могут быть нарезаны одинаковые (на соответствующих участках) калибры, что при перевалке клетей без перехода на 15 прокатку другого профиля позволяет заменять только средний валок, а верхний и нижний только менять местами. Чистовая группа клетей имеет два отводящих рольганга, по которым готовый прокат поступает на холодильник: первый отводящий рольганг расположен как обычно за последней в ряду клетью, по нему к холодильнику подается прокат, для получения которого достаточно использовать половину или меньше проходов, возможных 25 в группе, т. е. когда достаточное число калибров расположено в одном горизонте группы. Второй отводящий рольганг расположен перед первой клетью чистовой группы стана. По нему подается на холодильник или моЗ0 талки прокат, для получения которого используются оба горизонта клетей трио. Движение проката по нему противоположно движению проката по первому отводящему рольгангу. При наличии за последней клетью чистовой группы пакетирующего устройства становится возможным на стане вести контролируемую прокатку. Так, после выхода из одного горизонта раскат может подстуживаться в пакетирующем устройстве, а затем 40 задаваться для дальнейшей прокатки в следующий горизонт, при этом направление прокатки изменяется на противоположное. Если нет необходимости в ведении контролируемой прокатки, раскат из одного горизонта в другой может задаваться с по45 мощью вертикального обводного устройства. 961807 В головной части стана установлены на- 20 45 29 среднего валка нарезан ручей 30, состав50 Средний валок (фиг. 3) может быть исполнен в виде двух бандажей 36, насаженных на общую ось 37 и кинематически не связанных между собой. На ось бандажи устанавливаются на подшипниках 38. 55 заготовочного стана и создать запас заготовок для стана, который можно использовать при прекращении подачи заготовок от заготовочного стана. Выход с холодильника стана расположен со стороны головной части стана. Это позволяет приблизить оборудование термообработки к нагревательным печам, что облегчает использование тепла и продуктов сгорания нагревательных печей для термообработки. На фиг. 1 изображен описываемый прокатный стан с чистовой группой клетей трио, на фиг. 2 — валки первой клети трио, на фиг. 3 — 6 — различные варианты выполнения средних валков клети трио; на фиг. 7— варианты выполнения валков клети трио. Прокатный стан расположен за холодильником 1 заготовочного стана, с которым он связан рольгангом 2. гревательные печи 3 с загрузочными устройствами 4. Нагревательные печи соединены рольгангом 5 с черновой группой 6 стана, перед первой клетью группы установлены ножницы 7. За черновой группой клетей расположены ножницы 8, за ними находится чистовая группа 9, состоящая из клетей трио. За последней клетью трио установлено пакетирующее устройство 10 и вертикальный обводной аппарат 11. Последняя клеть трио связана рольганом 12, на котором установлены ножницы 13, со шлеппером 14, за которым установлен холодильник 15. Перед первой клетью трио чистовой группы на рольганге 16, параллельном рольгангу 5, находятся ножницы 17, а перед ними установлены моталки 18. За рольгангом 16 установлен шлеппер 19, выходящий к холодильнику 15. Холодильник имеет рольганг 20, связывающий его с загрузочными устройствами нагревательных печей. Холодильник также имеет отводящий рольганг 21. Участок 22 отделки и термообработки располагается со стороны головной части стана. Параллельно холодильнику расположен крюковой конвейер 23. На фиг. 2 показаны валки первой клети трио чистовой группы стана. Верхний валок 24 снабжен ручьем 25, составляющим вместе с ручьем 26, нарезанном на бочке 27 среднего валка, калибр 28. На другой бочке ляющий с ручьем 31 нижнего валка 32 калибр 33. На бочках верхнего и нижнего валков могут быть также нарезаны ручьи 34 и 35. 1О Бочка среднего валка (фиг. 4) может быть также выполнена в виде двух чашеобразных полувалков 39, в полостях которых на подшипниках 40 установлен сердечник 41. Для предотвращения попадания воды и окалины в узел соединения на полувалках может быть выполнен затвор 42. Возможно и другое исполнение среднего валка:половина бочки может быть выполнена в виде свободно вращающегося бандажа 43, а другая половина 44 выполнена как одно целое с осью 45, на которую он установлен на подшипниках 46. Средние валки клетей трио могут также выполняться в виде двух полувалков, один из которых 47 имеет осевую цилиндрическую полость 48, в которой на подшипнике 49 установлена цапфа 50 другого полувалка 51. Для предотвращения возможного попадания окалины в зазор 52 между полувалками среднего валка 53 половина бочки 54 среднего валка, работающая в паре с верхним валком 55, может быть выполнена с кольцевой выемкой 56, в которой нарезан ручей 57 калибра 58. Расположенные против нее участки бочек 59 и 60 соответственно верхнего и нижнего 61 валков выполнены с соответствующим увеличением диаметра. Калибры 58 и 62, 63 и 64 попарно одинаковы. Это при перевалке, без перехода на другой профиль, позволяет заменять только средний валок, а верхний и нижний менять местами. Стан работает следующим образом. С холодильника 1 заготовочного стана заготовка по рольгангу 2 поступает к загру.зочным устройствам 4 нагревательных печей 3. После нагрева до температуры прокатки по рольгангу 5 заготовка подается к первой клети черновой группы 6 стана, при необходимости на ножницах 7 образуются концы или происходит деление заготовки. После прокатки в черновой группе на ножницах 8 обрезается передний конец раската, и он задается в первую клеть трио чистовой группы 9. В клети трио раскат прокатывается в калибре 28, образованном ручьями бочки верхнего 24 и одной из бочек 27 среднего валков. Затем он прокатывается в калибрах, расположенных за первым в бочках валков последующих по ходу прокатки клетей трио. После выхода из последней клети трио раскат по рольгангу 12 и шлепперу 14 направляется на холодильник 15 при условии, что он является готовым прокатом. Если на стане ведется регулируемая прокатка и требуется для получения готового проката большее число проходов, чем количество клетей стана, то полосы после выхода из последней клети трио накапливаются в пакетирующем устройстве 10 и после доведения до нужной температуры задаются в последнюю клеть чистовой груп961807 10 пы, в калибр, расположенный против ка- Формуаа изобретения либра 33 первой клети, образованной ручьями бочки нижнего валка 32 и бочкой 29 1. Прокатный стан для производства и, содержащии среднего валка. Прокат движется в направ- сортового металла и катанки, со е ленни, обратном предыдущему. Если нет не- нагревательные печи с загрузочными устобходимости в ведении контролируемои 5 ройствами, черновую и чистовую неп е ывпрокатки, раскат по обводному вертикаль- ные группы клетей, ножницы, моталки, хоному аппарату 11 задается в этот же калибр, лодильник, подводящие и отводящие рольи прокатка таким образом ведется сразу ганги, оборудование отделки и термообрав двух калибрах последней клети. Раскат ботки, отличающийся тем, что с целью поTO может находиться одновременно во всех 10 вышения компактности стана путем сокракалибрах валков клетей чистовой группы. щения его длины и количества клетей, чис-. осле выхода из первой клети чистовой, груп- товая группа стана выполнена из клетей пы стана готового раската он по рольгангу трио, перед первой из которых установлен ру после порезки на нож- дополнительныи отводящий рольганг с выницах 17 подается на холодильник 15 или ходом на холодильник, и моталки, холодильи стана соединен отдельным рольгангом с сматывается в бунты на моталках 18. Го- 15 ник стана сое инеи от товый товь и раскат, не требующий термообра- загрузочными устройствами нагревательных ботки, охлаждается на холодильнике 15 печей, а выход с холодильника стана, о орутермоо ра отки и отделки располорюковом конвеиере 23. После охлаж- дование термооб аботки дения прокат подается по рольгангу 21 к жены со стороны головной части. отделению 22 термообработки и отделки 22. В случае остановки предлагаемого ста20 2. Стан по п. 1, отличаю п., отличающиися тем, что на и заполнения холодильника 1 заготовоч- средние валки клетей трио выполнены кажного стана заготовки с него могут подавать- дый в виде двух невзаимосвязанных меж р игам и 0 к холодильнику 15, собой кинематически частей, в совокупноных между затем при необходимости они по рольгангу сти образующих бочку валка. 20 могут направляться к загрузочным уст- 25 3. Стан по п. 2 отличаю, отличающиися тем, что упомянутые части выполнены в виде банПри выработке калибров 28 и 33 пер- дажей, свободно насаженных на общую вой клети трио и располагающихся за ни- ось. ми калибров в других клетях чистовой груп- 4. Стан по п. 2, отличающийся тем, что пы на стане должна .осуществляться пере- упомянутые части выполнены в виде двух ный и ивод, а чьи 25 и валка. Если клети стана имеют нереверсив- чашеобразных полувалков, в полостях кор, ру 25 и 35, 31 и 34 соот- торых на подшипниках установлен сердечветственно идентичны, то полностью заменяется средний валок, а верхний и нижний меняют местами зеркально . относительно тан по п., отличающийся тем, что оси среднего валка. Если же ручьи 35 и 35 одна из упомянутых частей вы н выполнена в р ы по другои калибровке, то верх- виде автономного бандажа, а другая жестний 24 и нижний 32 валки разворачивают- ко связана с приводным валом. ся на !80 относительно вертикальной оси, 6. Стан по п. 2 отличающийс т р д ще" через зазор между бочками упомянутые части выполнены в виде дв х среднего валка и станавли р, у а ливается новый полувалков, один из которых имеет осев ю иде двух средний валок. 40 цилиндрическую полость, а другой — цапую При условии, что клети трио оборудо- фу, размещенную в этой полости на подшилваны реверсивным приводом, заменяется никах. только средний валок и изменяется направление прокатки. тан по п., отличающийся тем, что, с целью осуществления контролируемой просна жен пакетирующим устройОписанная схема перевалок позволяет 45 катки, он снабжен пакетирую полностью использовать бочки средних и ством установленн м, у ленным за последнеи клетью нижних валков, уменьшить время перевалок. чистовой группы. Описанный стан по сравнению с известными позволяет при сокращении единиц обо- Источни сточники информации, рудования уменьшить длину технологичес- принятые во внимание при экспертизе ких линий, получить широкий сортамент про- 50 1. Авторское свидетельство СССР филей проката, утилизировать для термо- № 619225, кл. B 21 B I/00, 1976. обработки тепло продуктов сгорания нагре- 2. Шейкин В. В., Тягунов В. A. Техновательных печей, вести контролируемую про- логия прокатного произ . С п оизводства. Свердловск, катку, повышать производительность непре- «Металлургия», 1956, с. 268. рывных станов за счет уменьшения потерь рис. 269. времени на перевалки. 3. Фастовский Б. Г С и . . правочник прокатЭкономический эффект от применения чика. М., «Металлургия», 1972, с. 149, стана составит около 1,2 млн. руб. рис. 50. 961807 Риа. 5 9У 7 50 57 вериг.б 55 Хб 58 БО (РС/Г 7 ВНИИПИ Заказ 6959/!2 Тираж 845 Подписное Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. 1!роектная, 4
