СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛОС Российский патент 1997 года по МПК C21D1/62 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к горячей прокатке полос из малоуглеродистой стали.

Как известно, после прокатки полос из малоуглеродистой кипящей и полуспокойной стали на стане горячей прокатки ее поверхность подвергают охлаждению для получения необходимых механических свойств металла путем подачи воды через душирующие устройства. Способы охлаждения полос описаны в книге Вл. Дедека "Полосовая сталь для глубокой вытяжки", М. Металлургия, 1970, с. 70 79, а также в патенте США N 4974424, заявке ФРГ N 382634, авт.св. СССР N 1601154 и др.

Согласно авт.св. СССР N 1601154 охлаждение полосы осуществляют с переменной температурой смотки по ее длине, при этом температура смотки от переднего к заднему концу полосы снижается.

Недостатком способа является разница микроструктуры полосы по ее длине.

Наиболее близким к изобретению является способ охлаждения полос, описанный в книге Вл. Дедека "Полосовая сталь для глубокой вытяжки",с. 75 (прототип). Способ характеризуется регулированием интенсивности охлаждения подачей охлаждающей воды в зависимости от скорости выхода полосы из прокатного стана.

Недостатком способа является неодинаковая интенсивность охлаждения полосы по ее длине, поскольку скорость выхода полосы из стана не всегда соответствует скорости ее на моталке, что также приводит к неравномерности микроструктуры по длине полосы.

Технический результат, достигаемый изобретением, улучшение качества горячекатаных полос за счет выравнивания микроструктуры по их длине.

Положительный результат достигается тем, что в способе охлаждения полос, включающем регулирование интенсивности охлаждения путем изменения количества подаваемой воды, в отличие от прототипа количество подаваемой воды изменяют согласно следующей зависимости:
Q=Q_o+K•ΔV,
где Q и Q₀ соответственно текущее и начальное количество подаваемой воды, м³/с;
ΔV изменение скорости полосы на моталке, м/с;
k коэффициент пропорциональности.

Для обоснования способа провели измерения скоростей выхода из последней клети стана горячей прокатки 1450 переднего и заднего концов полос и скоростей их на моталке, а также провели сравнение микроструктуры полос при существующих и предлагаемых режимах охлаждения на моталке из стали марки 08кп. В процессе экспериментов скорости выхода переднего и заднего концов полос из стана и скорость переднего конца полосы на моталке оказались одинаковыми и отличными от скорости заднего конца полосы на моталке (обозначено соответственно V₁ и V₂).

Данные экспериментов приведены в таблице.

Разница в величинах V₁ и V₂ объясняется увеличением скорости моталки после выхода заднего конца полос из стана вследствии исчезновения заднего натяжения полосы.

Из таблицы видно, что при охлаждении по существующему режиму (по прототипу) имеет место разнобальность как зерен феррита, так и зерен цементита по длине полосы, в то время как при охлаждении по предлагаемому режиму такая разнобальность отсутствует.

При анализе патентной и научно-технической литературы не обнаружены подобные способы охлаждения полос, поэтому можно сделать вывод, что данное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Пример. Горячекатаная полоса из стали марки 08кп с размерами после прокатки 2,5х1000 мм выходит из стана горячей прокатки со скоростью 6,5 м/с. Количество подаваемой на полосу воды в душирующем устройстве составляет Q₀ 0,5 м³/с. Участок полосы, приходящий на моталку со скоростью до 7,2 м/с, равен расстоянию от последней клети до моталки, т.е. для стана 1450 ММК 70 м.

Для определения момента, с которого увеличивается подача воды в душирующем устройстве, примем следующий режим прокатки в чистовой группе клетей 5 10: 21,0 12,7 7,6 5,0 3,6 2,9 -2,5 мм. Расстояние между клетями равно 5,5 м. Приведенная длина раската в чистовой группе клетей составляет

Таким образом, момент ускорения полосы на моталке соответствует моменту нахождения заднего ее конца в 5-й клети, так как приведенная длина раската равна расстоянию от последней клети до моталки.

Для осуществления способа в момент выхода заднего конца полосы из 5-й клети подачу воды в душирующем устройстве плавно увеличивают до величины, определяемой по формуле
Q 0,5 + K • (7,2 6,5), м³/с.

Коэффициент K для стана 1450 равен 0,3 м² из условия получения одинаковой температуры смотки по длине полосы (по опытным данным), т.е.

Q 0,5 + 0,3•(7,2 6,5) 0,7 м³/с.

Для душирования с величиной Q₀ 0,2 м³/с полуспокная сталь)
Q 0,2•0,3 (7,2 6,5) 0,4 м³/с
Для полос, прокатанных со скоростью V₁ 4,8 м/с; V₂ 5,2 м/с и Q₀ 0,7 м³/с (толщина полосы 4,0 мм, сталь 08кп)
Q 0,7 + 0,3•(5,2 4,8) 0,72 м³/с.

Преимущество изобретения перед прототипом заключается в более равномерном формировании микроструктуры по длине горячекатаной полосы.

Экономический эффект применения предлагаемого способа состоит в повышении отпускной цены проката за счет улучшения его качества.

Способ заключается в регулировании интенсивности охлаждения путем изменения количества подаваемой воды, причем последнее изменяют согласно зависимости Q=Q_o+K•ΔV, где Q и Q₀ - соответственно текущее и начальное количество подаваемой воды, м³/с; ΔV - изменение скорости полосы на моталке, м/с; K - коэффициент пропорциональности. 1 табл.

Способ охлаждения полос, включающий регулирование интенсивности охлаждения путем изменения количества подаваемой воды, отличающийся тем, что количество подаваемой воды изменяют согласно следующей зависимости:
Q = Q_o + K • Δv,
где Q и Q₀ соответственно текущее и начальное количество подаваемой воды, см³/с;
Δv- изменение скорости полосы на моталке, м/с;
К коэффициент пропорциональности.