ПРОКАТНЫЙ СТАН ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛА, В ЧАСТНОСТИ АЛЮМИНИЯ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2009 года по МПК B21B1/26 

Изобретение касается прокатного стана для горячей прокатки металла, в частности алюминия, с линией горячей прокатки, включающей в себя черновую линию прокатки и чистовую линию прокатки, а также соответствующего способа горячей прокатки.

Известен метод прокатки алюминия на линиях горячей прокатки. Классическая и, соответственно, обычная компоновка 100 такого горячего прокатного стана, представленная, например, на фиг.3, составляется из основных технологических позиций области 102 печей, линии 103 прокатного стана и, при необходимости, линии отделки (калибровки).

Алюминиевый слиток 117 доводится в печах 120, 121 - например, подовых или методических печах - до температуры прокатки и, после прохождения обжимной клети 107 предварительно прокатывается в одиночной черновой прокатной клети 108 черновой линии 104 прокатного стана. Во время предварительной прокатки продукт предварительной прокатки первыми ножницами 122 подвергается промежуточной обрезке концов. Перед поступлением на чистовую линию 105 прокатного стана, которая состоит, как здесь показано только в качестве примера, из 4 клетей 111, 112, 123, 124, у плоской заготовки 119 удаляется прибыльная часть в конце и начале заготовки, причем между этими обоими обрезными ножницами 122, 125 существует определенное расстояние. Прокатанная до готовности на чистовой линии 105 прокатного стана лента 113 проходит вдоль кромкообрезных ножниц 126 и через ведущие ролики 127 посредством моталки 114 наматывается в рулон.

Такой агрегат с областью 102 печей и линией 103 прокатного стана может иметь чрезмерные монтажные длины. Так, длина x области 102 печей может быть, например, 130 м, а интервал между черновой прокатной клетью 108 и первой клетью 111 чистовой линии прокатного стана, например, 240 м, причем эти интервалы влияют на достижимые размеры рулонов. При этом прохождение катаного материала через агрегат прокатного стана происходит с помощью крупногабаритных транспортных и направляющих устройств, таких как рольганги. По тенденции такие прокатные агрегаты работают более рентабельно с большими размерами рулонов.

Агрегаты, имеющие такие монтажные длины, связаны с высокими инвестициями и нуждаются в помещениях большой площади. Далее, габаритные рольганги для транспортировки прокатываемого материала требуют также больших инвестиций.

Исходя из этого в основе изобретения лежит задача создать более компактный по его конструкции прокатный стан для горячей прокатки металла, в частности алюминия, причем сокращены транспортные промежутки между отдельными технологическими позициями (область печей, черновая прокатка, чистовая прокатка). Одновременно должен быть создан способ горячей прокатки, который позволяет прокатывание ленты до конечной толщины прокатки при компактной конструкции прокатного стана с высокой рентабельностью.

Эта задача решается посредством прокатного стана с признаками пунктов 1 или 4 формулы изобретения и способа с признаками пунктов 7 или 8 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Основная идея изобретения состоит в том, что компактная конструкция прокатного стана и, соответственно, линии горячей прокатки получается за счет последовательного использования тандемной прокатки на черновой линии прокатного стана, на чистовой линии прокатного стана или на черновой линии и чистовой линии прокатного стана вместе. Черновая линия прокатного стана в отдельности и/или чистовая линия прокатного стана в отдельности, или черновая и чистовая прокатные линии вместе являются тандемными линиями, т.е. областями установки, в которых прокатные клети стоят последовательно (тандемное расположение). На основе возникающей вследствие этого компактной конструкции могут выпадать значительные части обычно необходимых рольгангов, причем размеры капиталовложений сокращаются.

Согласно изобретению предлагается чтобы черновая линия прокатного стана была выполнена как тандемная линия, причем она может охватывать две последовательно расположенные черновые прокатные клети. Эта черновая линия прокатного стана работает, предпочтительно, реверсируя.

Также черновая линия прокатного стана может содержать одиночную прокатную клеть. Она работает тогда в режиме тандема с чистовой линией прокатного стана. Интервал между черновой и чистовой линиями прокатного стана избран так, что все клети могут прокатывать одновременно.

Кроме того, предлагается, чтобы чистовая линия прокатного стана имела два устройства моталок и чтобы чистовая линия прокатного стана эксплуатировалась в режиме тандема.

Предложенная компоновка подходит не только для вновь сооружаемых установок, но и для модернизации существующих установок. В частности, прокаткой тандемом на черновой и/или чистовой линиях прокатного стана достигают того, что более маленькие установки, на которых производились до сих пор только меньшие тоннажи и меньшие рулоны, дальнейшая обработка которых частично неэкономична, могут переоборудоваться так, что при неизменяющейся длине рольгангов могут увеличиваться веса рулонов (длины ленты), что повышает производительность.

При предпочтительной компоновке на черновой линии прокатного стана предусмотрены две черновые прокатные клети, и на чистовой линии прокатного стана - две чистовые прокатные клети, которые работают, соответственно, в режиме тандема. В целом, при такой компоновке стана с четырьмя клетями по сравнению с классической компоновкой стана с пятью клетями может экономиться одна прокатная клеть. Кроме того, обе черновые прокатные клети могут выполняться, согласно новой компоновке, как экономичные двухвалковые клети, в то время как чистовые прокатные клети являются четырехвалковыми (кварто-)-клетями.

Другие детали и преимущества изобретения явствуют из зависимых пунктов формулы изобретения и из последующего описания, в котором представленная на чертежах форма выполнения изобретения разъясняется подробнее. Чертежи показывают:

Фиг.1 - компактное расположение агрегатов прокатного стана для прокатки алюминия согласно изобретению;

Фиг.2 - реализация способа прокатки на прокатном стане согласно изобретению;

Фиг.3 - в качестве сравнения, - расположение агрегатов обычной линии горячей прокатки для алюминия согласно уровню техники.

На фиг.1 показана новая компактная компоновка 1 стана горячей прокатки для алюминия. Сопротивление с компоновкой 100 согласно уровню техники по фиг.3 делает явной компактность установки согласно изобретению. Установка также состоит из области 2 печей и линии 3 прокатного стана с черновой и чистовой линиями (4, 5) прокатного стана

В направлении транспортировки за областью 2 печей расположены тяжелые обрезные ножницы 6 и обжимная клеть 7. Черновая линия 4 прокатного стана состоит в показанной форме выполнения из двух последовательно расположенных черновых прокатных клетей 8, 9, которые, реверсируя, работают в режиме тандема. Летучие ножницы 10 следуют далее для подготовки чистовой прокатки. Чистовая прокатка проводится на чистовой линии 5 прокатного стана, которая состоит из двух близко расположенных друг к другу кварто-клетей 11, 12, причем лента 13 может прокатываться, реверсируя. Для этого помимо второй моталки 14 за чистовой линией 5 прокатного стана расположена еще и первая моталка 15 перед чистовой линией 5 прокатного стана. Кромкообрезные ножницы обозначены позицией 16.

В отличие от известной установки, монтажная длина соответствующей изобретению установки является, согласно фиг.1, отчетливо укороченной, что касается, в частности, интервала между концом черновой линии 4 прокатного стана и первой клетью 11 чистовой линии 5 прокатного стана. Предложенная установка очень компактна, причем одновременно возможно производство рулонов более высоких весов. По сравнению с обычной установкой (фиг.3), между черновой и чистовой линиями 4, 5 прокатного стана расположены только лишь еще одни - летучие - ножницы 10.

Сам способ будет поясняться с помощью фиг.2. Для процесса горячей прокатки нагретый алюминиевый слиток 17 укладывают на рольганг 18 и транспортируют на тандемную черновую линию 4 прокатного стана и прокатывают там, реверсируя, в обеих черновых прокатных клетях 8, 9 в режиме тандема, например, три раза вперед и назад, как показано стрелками a и обозначено как этап I прокатки. Концы ленты подвергаются удалению прибыльных частей посредством тяжелых ножниц 6. После рассчитанных проходов реверсирования полученная плоская заготовка 19 может теперь транспортироваться непосредственно в чистовую линию 5 прокатного стана при одновременном включении в работу всех клетей. Следовательно, режим тандема осуществляется во всех клетях черновой и чистовой линий прокатного стана. Плоская заготовка 19 прокатывается начисто в ленту 13 посредством тандемной прокатки в клетях 11, 12 чистовой линии 5 прокатного стана (этап II прокатки).

Согласно другому варианту (IIb) способа продукт черновой прокатки прокатывается посредством тандемной прокатки в чистовых прокатных клетях 11, 12, реверсируя между обеими моталками 14, 15. Лента 13 наматывается после первого прохода прокатки - при одновременном участии обеих чистовых прокатных клетей 11, 12 - при помощи второй моталки 14. Конец ленты подвергается удалению прибыльных частей с помощью летучих ножниц 10. Затем направление вращения соответствующих верхних и нижних валков клетей 11, 12 изменяется (стрелка b) и лента 13 снова втягивается в чистовые прокатные клети 11, 12. Лента 13 наматывается на первую моталку 15 и одновременно разматывается со второй моталки 14, а затем снова меняется направление процесса (стрелка c). Процесс реверсирования может повторяться соответственно желаемой конечной толщине ленты 13.

За счет использования тандемной прокатки на линии горячей прокатки для алюминия можно достигать, в частности, того, что до сих пор малорентабельно работающие компактные установки могут существенно увеличивать свою производительность и экономичность.

Перечень основных обозначений

1 - компоновка стана горячей прокатки;

2 - область печей;

3 - линия прокатного стана или линия горячей прокатки;

4 - черновая линия прокатного стана;

5 - чистовая линия прокатного стана;

6 - тяжелые обрезные ножницы;

7 - обжимная клеть;

8 - черновая прокатная клеть, двухвалковая клеть;

9 - черновая прокатная клеть, двухвалковая клеть;

10 - летучие ножницы;

11 - чистовая прокатная клеть, четырехвалковая клеть;

12 - чистовая прокатная клеть, четырехвалковая клеть;

13 - лента;

14 - вторая моталка;

15 - первая моталка;

16 - кромкообрезные ножницы;

17 - литая заготовка, полуфабрикат;

18 - рольганг;

19 - плоская заготовка, продукт черновой прокатки;

100 - обычная компоновка горячего прокатного стана (уровень техники) ;

102 - область печей;

103 - линия прокатного стана;

104 - черновая линия прокатного стана;

105 - чистовая линия прокатного стана;

107 - обжимная клеть;

108 - черновая прокатная клеть;

111-112 - клети;

113 - лента;

114 - моталка;

117 - алюминиевые слитки;

119 - плоская заготовка;

120 - печь;

121 - печь;

122 - обрезные ножницы;

123 - клеть;

124 - клеть;

125 - легкие обрезные ножницы;

126 - кромкообрезные ножницы;

127 - ведущие ролики;

x, y, z - интервалы;

a, b, c - стрелки;

I - черновая прокатка в режиме тандема;

II - чистовая прокатка в режиме тандема со всеми клетями;

IIa - реверсирующая чистовая прокатка в режиме тандема между двумя моталками.

Изобретение предназначено для повышения компактности и производительности прокатного стана для горячей прокатки металла, в частности алюминия. Стан горячей прокатки содержит черновую и чистовую линии прокатного стана, выполненные как тандемные линии, на которых материал прокатывается в режиме тандема при общей работе, по меньшей мере, двух последовательно расположенных черновых и двух последовательно расположенных чистовых прокатных клетей. Возможность изготовления ленты в экономичных диапазонах длины без соединения отрезков ленточных заготовок обеспечивается за счет того, что черновая линия прокатного стана вместе с чистовой линией прокатного стана должна работать как тандемная линия, причем прокатка идет при общей работе клетей черновой и чистовой линий прокатного стана в режиме тандема в реверсирующем режиме. 2 и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Прокатный стан (1) для горячей прокатки металла, в частности алюминия, с линией (3) горячей прокатки, включающей черновую линию (4) прокатного стана и чистовую линию (5) прокатного стана, причем черновая линия прокатного стана выполнена как тандемная линия для прокатывания материала в режиме тандема при общей работе, по меньшей мере, двух последовательно расположенных черновых прокатных клетей (8, 9), а чистовая линия прокатного стана, выполненная как тандемная линия, содержит, по меньшей мере, две последовательно расположенные чистовые прокатные клети (11, 12), посредством которых прокатку ведут в режиме тандема при одновременной работе соответствующих чистовых прокатных клетей, при этом в направлении прокатки перед чистовой линией прокатного стана и за ней соответственно, расположено по одной моталке (15, 14), отличающийся тем, что черновая линия прокатного стана вместе с чистовой линией прокатного стана работают как тандемная линия, причем прокатка идет при одновременной работе клетей черновой и чистовой линий прокатного стана в режиме тандема, при этом черновая и чистовая тандемные линии прокатного стана работают с реверсированием.

2. Прокатный стан по п.1, отличающийся тем, что черновая тандемная линия прокатного стана содержит соответственно двухвалковые дуо-клети (8, 9).

3. Прокатный стан по п.1 или 2, отличающийся тем, что имеет следующую компоновку:
область (2) печей для подачи тепла в полуфабрикат перед формообразованием,
тяжелые обрезные ножницы (6),
обжимная клеть (7),
две последовательно расположенные черновые прокатные клети (8, 9), которые работают с реверсированием в режиме тандема,
летучие ножницы (10),
первая моталка (15),
две последовательно расположенные чистовые прокатные клети (11, 12), которые работают с реверсированием в режиме тандема, а также
вторая моталка (14).

4. Способ горячей прокатки металла, в частности алюминия, в котором полуфабрикат, в частности алюминиевый слиток (17), прокатывают предварительно и затем начисто на линии (3) горячей прокатки с черновой и чистовой линиями (4, 5) прокатного стана, причем полуфабрикат предварительно прокатывают в режиме тандема на черновой линии (4) прокатного стана, которая оборудована, как тандемная линия, по меньшей мере, двумя последовательно расположенными черновыми прокатными клетями (8, 9), при одновременной работе соответствующих черновых прокатных клетей продукт (19) черновой прокатки прокатывают на чистовой линии (5) прокатного стана, которая оборудована, как тандемная линия, по меньшей мере, двумя последовательно расположенными чистовыми прокатными клетями (11, 12) на прокатном стане (1) согласно любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что продукт прокатывают на черновой линии (4) прокатного стана и на чистовой линии (5) прокатного стана совместно в режиме тандема, при этом полуфабрикат прокатывают в указанных черновых прокатных клетях (8, 9), а также подвергают последующей реверсивной чистовой прокатке в режиме тандема на чистовой линии (5) прокатного стана.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что полуфабрикат прокатывают в черновых прокатных клетях (8, 9) и подают прокатываемый продукт на чистовую линию (5) прокатного стана при одновременной работе всех клетей черновой и чистовой линий (4, 5) прокатного стана.

6. Способ по п.5, отличающийся следующими этапами:
нагретый полуфабрикат (17), в частности алюминиевый слиток, транспортируют на тандемную черновую линию (4) прокатного стана,
подвергают реверсивной черновой прокатке в черновых прокатных клетях (8, 9) в режиме тандема,
осуществляют промежуточное удаление прибыльных частей продукта (19) черновой прокатки, в частности алюминиевой сутунки, посредством тяжелых ножниц (6),
прокатывают до заданной толщины прокатки продукта (19) черновой прокатки,
удаляют прибыльные части продукта (19) черновой прокатки посредством летучих ножниц (10),
наматывают прошедшую через чистовую линию (5) прокатного стана, которая работает в режиме тандема, ленту (13) при помощи второй моталки (14), расположенной за чистовой линией (5),
меняют направление движения прокатных клетей (11, 12) и вновь вводят ленту (13) на чистовую линию (5) прокатного стана,
наматывают на расположенную перед чистовой линией (5) моталку (15) при одновременном разматывании со второй моталки (14),
однократно - или многократно проводят этап прокатки на чистовой линии прокатного стана.