СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВАЛКОВ Российский патент 1998 года по МПК B21B27/10 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на нереверсивных станах кварто для горячей и холодной прокатки листовой стали.

Известен способ охлаждения валков клети кварто, согласно которому охлаждающую жидкость подают в зону контакта рабочего и опорного валков и осуществляют ее разгон вдоль оси рабочего валка от середины бочки к краям по спиральным канавкам левого и правого направлений на поверхности опорного валка [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает равномерного охлаждения бочки рабочего валка, что снижает равномерность температуры, тепловой выпуклости и ухудшает качество прокатываемых полос.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ охлаждения и очистки поверхности валков при холодной прокатке путем подачи охладителя в зону контакта рабочего и опорного валков. При этом охлаждающую жидкость разгоняют вдоль оси рабочего валка от середины к краям бочки по спиральным канавкам на поверхности опорного валка. Разгон охлаждающей жидкости от середины бочки рабочего валка в противоположные стороны обеспечивается спиральными канавками левого и правого направлений [2] - прототип.

Указанный способ также не обеспечивает равномерного охлаждения по всей длине бочки, что приводит к нестабильности тепловой выпуклости валков и ухудшению качества прокатываемых полос.

Цель изобретения состоит в повышении равномерности охлаждения валков и качества прокатываемых полос.

Цель достигается тем, что в известном способе охлаждения валков клети кварто путем подачи охлаждающей жидкости в зону контакта рабочего и опорного валков и ее разгона вдоль оси рабочего валка от середины бочки к ее краям по спиральным канавкам левого и правого направлений на поверхности опорного валка, согласно предложению разгон охлаждающей жидкости осуществляют по спиральным канавкам с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краю с 80-84^o до 87-95^o.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются способами охлаждения валков клети кварто путем подачи охлаждающей жидкости в зону контакта рабочего и опорного валков. Оба предусматривают разгон охлаждающей жидкости вдоль оси рабочего валка от середины бочки к ее краям. В обоих случаях разгон осуществляют по спиральным канавкам левого и правого направлений по поверхности опорного валка.

Отличия предложенного способа заключаются в том, что разгон охлаждающей жидкости осуществляют по спиральным канавкам с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краю, тогда как в известном - по спиральным канавкам с постоянным углом подъема. Другое отличие состоит в том, что угол подъема спиральных канавок увеличивается с 80-84^o до 87-95^o, тогда как в известном способе угол подъема спиральных канавок не регламентирован.

Указанные отличительные признаки проявляют во всей совокупности новые свойства, не присущие им в известных совокупностях признаков и состоящие в повышении эффективности охлаждения валков и качества прокатываемых полос. Побочным эффектом является повышение стойкости опорных валков, так как в местах наиболее вероятного появления выкрошек, расположенных на концевых участках бочки, шаг спиральных канавок увеличен (вследствие увеличения угла подъема спиральных канавок) и поверхность бочки опорного валка ослаблена канавками в меньшей степени. Хотя регламентирование угла подъема спиральной канавки само по себе известно (а.с. СССР N 1245368, кл. B 21 B 27/10, 1986), эта величина постоянна и неприемлема в предложенном техническом решении, так как приводит к ухудшению охлаждения валков и качества прокатываемых полос. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенность отличий".

Сущность изобретения поясняется следующим. При прокатке полос температурное поле по длине бочки рабочего валка распределено неравномерно: средняя часть бочки имеет максимальную температуру, которая снижается к ее краям. Для выравнивания температурного поля рабочего валка середину его бочки следует охлаждать более интенсивно, чем края. Выполнение спиральных канавок на поверхности опорного валка с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краям с 80-84^o до 87-95^o, позволяет организовать более интенсивное охлаждение середины бочки рабочего валка, уменьшающееся к ее краям. За счет этого достигается повышение равномерности температуры и тепловой выпуклости рабочего валка, точности и плоскостности прокатываемых полос.

Экспериментально установлено, что при угле подъема спиральной канавки в середине бочки опорного валка менее 80^o эффективность охлаждения снижается вследствие сокращения продолжительности единичного цикла разгона охлаждающей жидкости. Увеличение этого угла более 84^o ухудшает равномерность температурного поля рабочего валка: температура в середине бочки становится ниже, чем по краям. В результате ухудшается качество прокатываемых полос. При угле подъема спиральной канавки на краю бочки более 95^o снижается эффективность охлаждения концевых участков рабочего валка, увеличивается их температура и тепловая выпуклость, на прокатываемых полосах образуется краевая волна. Уменьшение этого угла менее 87^o приводит к ухудшению равномерности охлаждения и к тому же, ослаблению поверхности бочки опорного валка слишком большим числом витков спиральной канавки.

Примеры осуществления способа.

На бочках опорных валков непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки выполняют спиральные канавки левого и правого направлений, расходящиеся от середины бочки к ее краям. Каждая из спиральных канавок имеет угол подъема, равномерно увеличивающийся от середины бочки к ее краю от ϕ_c=82^o до .

Опорные валки со спиральными канавками, а затем и рабочие валки заваливают в 11-ю клеть стана. После этого осуществляют горячую прокатку полос. В процессе прокатки валки охлаждают подачей воды в зону контакта рабочего и опорного валков. При вращении валков спиральные канавки на поверхности опорного валка разгоняют охлаждающую воду по длине бочки рабочего валка от середины к ее краям. За счет регламентированного изменения угла подъема спиральной канавки достигается изменение интенсивности охлаждения: средняя более горячая часть бочки рабочего валка охлаждается интенсивнее, чем ее края. Это приводит к улучшению равномерности охлаждения и повышению качества прокатываемых полос: перепад температуры по длине бочки Δ T = 3^oC, неплоскостность полос S = 1 мм/м, относительная разнотолщинность Δ H = ±1%.

Варианты реализации способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Как следует из данных, приведенных в таблице, наилучшую равномерность охлаждения валков и качество прокатываемых полос обеспечивает предложенный способ (варианты 2-4).

В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) и при реализации способа-прототипа (вариант 6) эффективность охлаждения валков и качество прокатанных полос ухудшаются.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что разгон охлаждающей жидкости по спиральным канавкам правого и левого направлений, выполненным на бочке опорного валка, с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краям с 80-84^o до 87-95^o, обеспечивает наилучшие условия охлаждения валков, повышает равномерность температуры по длине бочки валков и улучшает качество прокатываемых полос. Помимо этого достигается повышение стойкости опорных валков за счет увеличения шага между витками спирали на краях бочки.

За базовый объект принят способ-прототип. Использование предложенного способа охлаждения валков нереверсивной клети кварто позволит повысить рентабельность производства горячекатаной и холоднокатаной полосовой стали на 17%.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на нереверсивных станах кварто для горячей и холодной прокатки листовой стали. Способ охлаждения валков клети кварто включает подачу охлаждающей жидкости в зону контакта рабочего и опорного валков и ее разгон вдоль оси рабочего валка от середины бочки к краям по спиральным канавкам левого и правого направлений на поверхности опорного валка. С целью повышения равномерности охлаждения валков и качества прокатываемых полос разгон охлаждающей жидкости осуществляют по спиральным канавкам с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краю с 80 - 84^o до 87 - 95^o. 1 табл.

Способ охлаждения валков клети кварто путем подачи охлаждающей жидкости в зону контакта рабочего и опорного валков и ее разгона вдоль оси рабочего валка от середины бочки к краям по спиральным канавкам левого и правого направлений на поверхности опорного валка, отличающийся тем, что разгон охлаждающей жидкости осуществляют по спиральным канавкам с углом подъема, равномерно увеличивающимся от середины бочки к ее краю с 80 - 84^o до 87 - 95^o.