ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ЧИСТОВОЙ ГРУППЫ КЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА В СОВМЕЩЕННОЙ ЛИТЕЙНО-ПРОКАТНОЙ УСТАНОВКЕ Российский патент 2014 года по МПК B21B1/46 

Настоящее изобретение касается способа ввода в эксплуатацию чистовой группы клетей прокатного стана в совмещенной литейно-прокатной установке и совмещенной литейно-прокатной установки для осуществления этого способа.

Область техники

С одной стороны, изобретение касается способа ввода в эксплуатацию чистовой группы клетей прокатного стана в совмещенной литейно-прокатной установке, включающего в себя следующий шаг способа:

- непрерывное литье жидкого металла, предпочтительно стали, с получением продукта литья в литейной установке.

С другой стороны, изобретение касается совмещенной литейно-прокатной установки для осуществления этого способа, включающей в себя

- литейную установку для разливки жидкой стали с получением продукта литья, предпочтительно тонкого сляба;

- первые ножницы для резания продукта литья с получением отрезка продукта литья, причем первые ножницы установлены после литейной установки;

- обжимную группу клетей для обжима отрезка продукта литья с получением отрезка черновой полосы, при этом обжимная группа клетей установлена после первых ножниц;

- чистовую группу клетей для чистовой прокатки отрезка черновой полосы с получением отрезка готовой полосы, при этом чистовая группа клетей установлена после обжимной группы клетей; и

- моталку для наматывания отрезка готовой полосы, при этом моталка установлена после чистовой группы клетей.

Уровень техники

При вводе в эксплуатацию совмещенной литейно-прокатной установки, которая представляет собой установку (например, установку CSP (Compact Strip Production - компактное производство полосы), ISP (Inline Strip Production - поточное производство полосы) или ESP (Endless Strip Production - бесконечное производство полосы)), у которой по меньшей мере один литейный агрегат соединен (точнее говоря, связан) по меньшей мере с одним прокатным агрегатом, вводится в эксплуатацию сначала литейная установка, затем обжимная группа клетей, включающая в себя обычно несколько прокатных клетей, и только затем чистовая группа клетей. При вводе в эксплуатацию чистовой группы клетей по уровню техники жидкий металл (обычно расплавленная сталь) в литейной установке (обычно машине непрерывного литья или двухвалковой литейной установке) непрерывно разливается с получением полностью затвердевшего продукта литья (например, в формате сляба или тонкого сляба), прежде чем продукт литья, неразрезанный и в температурном состоянии процесса непрерывной разливки, подвергается обработке давлением в обжимной группе клетей (например, многоклетьевом «High Reduction Mill» - прокатном стане с высокой степенью обжатия) с получением черновой полосы. Затем непрерывно выходящая из обжимной группы клетей черновая полоса неразрезанная подается в чистовую группу клетей и там подвергается обработке давлением с получением готовой полосы, при этом обжимная группа клетей связана с чистовой группой клетей посредством проката. Эта связь двух групп прокатных клетей - так называемое совмещение прокатки - при вводе в эксплуатацию совмещенной литейно-прокатной установки требует высокоточных и продолжительных предварительных проектных работ, включающих в себя множество имитаций процессов прокатки (т.н. «Ghost rolling sessions», которые выполняются без проката), так что ввод в эксплуатацию продолжается в течение длительного времени, и при этом возникают высокие затраты.

Формулировка изобретения

Задачей изобретения является преодолеть недостатки уровня техники и представить способ ввода в эксплуатацию чистовой группы клетей в совмещенной литейно-прокатной установке и совмещенную литейно-прокатную установку для осуществления этого способа, с помощью которых возможен наиболее быстрый и не требующий продолжительных имитаций процессов прокатки ввод в эксплуатацию чистовой группы клетей совмещенной литейно-прокатной установки.

Эта задача решается с помощью способа по п.1 формулы изобретения, который отличается

- резанием продукта литья с получением отрезка продукта литья посредством первых ножниц;

- обжимом отрезка продукта литья с получением отрезка черновой полосы в обжимной группе клетей, при этом хвостовая часть отрезка черновой полосы выходит из обжимной группы клетей до того, как головная часть отрезка черновой полосы входит в чистовую группу клетей;

- чистовой прокаткой отрезка черновой полосы в чистовой группе клетей с получением отрезка готовой полосы; и

- наматыванием отрезка готовой полосы в моталке.

Резание неразрезанного продукта литья с получением отрезка продукта литья, причем отрезанная часть продукта литья называется отрезком продукта литья, посредством первых ножниц и обжим отрезка продукта литья в обжимной группе клетей с получением отрезка черновой полосы, причем хвостовая часть отрезка черновой полосы выходит из обжимной группы клетей (т.е. из последней находящейся в контакте с ней прокатной клети обжимной группы клетей) до того, как головная часть отрезка черновой полосы входит в чистовую группу клетей (т.е. в первую находящуюся в контакте с ней прокатную клеть чистовой группы клетей), приводит в отсоединению обжимной группы клетей от чистовой. При этом первые ножницы расположены в направлении транспортировки продукта литья между литейной установкой и обжимной группой клетей; можно было бы также расположить первые ножницы внутри литейной установки, при этом, однако, необходимо было бы гарантировать, чтобы продукт литья в месте расположения первых ножниц в любом случае полностью затвердевал. Благодаря разъединению ввод в эксплуатацию чистовой группы клетей может также быстро и без затруднений осуществляться персоналом по вводу в эксплуатацию, который не обладает или обладает только небольшими специальными знаниями в области совмещенных литейно-прокатных установок. Путем чистовой прокатки отрезка черновой полосы изготавливается отрезок готовой полосы, который обычно после охлаждения наматывается в моталке с получением бунта. При наматывании, с одной стороны, возможно сохранение компактной общей длины совмещенной литейно-прокатной установки (т.е. существенно более компактной, чем при горизонтальной области выхода готовой полосы или, соответственно, отрезка готовой полосы), а с другой стороны, изготовленный таким образом бунт может уже продаваться. Поэтому резание продукта литья в направлении транспортировки перед обжимной группой клетей является предпочтительным, так как там скорость транспортировки продукта литья существенно меньше, чем скорость транспортировки уже обжатого продукта, так называемой черновой полосы или, соответственно, отрезка черновой полосы. Поэтому требования к автоматизации первых ножниц существенно ниже, так что простыми средствами может быть создана стабильная конфигурация установки.

Для отсоединения обжимной группы клетей от чистовой предпочтительно, если отрезок черновой полосы ускоряется на рольганге в направлении чистовой группы клетей. Предпочтительно хвостовая часть отрезка черновой полосы при входе в чистовую группу клетей находится на расстоянии, равном по меньшей мере 1-5 м от следующей за ним головной части черновой полосы или, соответственно, отрезка черновой полосы.

Для стабильности процесса чистовой прокатки, хода ленты и процесса наматывания предпочтительно, если длина отрезка готовой полосы больше, предпочтительно по меньшей мере в 1,1 раза больше, чем длина пути ленты между чистовой группой клетей и моталкой. Под длиной пути ленты между чистовой группой клетей и моталкой понимается размотанная длина, которую проходит готовая полоса или, соответственно, отрезок готовой полосы между чистовой группой клетей и моталкой. При этом головная часть отрезка готовой полосы входит в моталку еще до того, как хвостовая часть отрезка черновой полосы прокатывается в чистовой группе клетей. Благодаря этому можно просто поддерживать необходимое для стабильности натяжение ленты.

Для обеспечения желаемой структуры в намотанном отрезке готовой полосы предпочтительно, если отрезок черновой полосы перед чистовой прокаткой нагревается в печи до температуры прокатки, предпочтительно индукционным способом. Благодаря индукционному нагреву нагрев отрезка черновой полосы может быстро адаптироваться к различным скоростям транспортировки.

Для предотвращения дефектов (вкатывания) окалины в отрезке готовой полосы предпочтительно, чтобы отрезок черновой полосы после нагрева подвергался удалению окалины в устройстве для удаления окалины. Альтернативно можно было бы также подвергать отрезок черновой полосы удалению окалины до нагрева и выполнять нагрев в атмосфере инертного защитного газа.

Для наматывания отрезка готовой полосы предпочтительно, если отрезок готовой полосы перед наматыванием охлаждается в устройстве охлаждения до температуры наматывания.

Для применения предлагаемых на рынке моталок предпочтительно, если удельный вес на единицу ширины отрезка продукта литья составляет больше 3,5 т/м, предпочтительно больше 4,5 т/м. При ширине отрезка продукта литья, равной 1,4 м, получается, таким образом, вес, равный 5 т, предпочтительно прибл. 6,5 т, для отрезка продукта литья и для бунта.

Задача изобретения решается также с помощью совмещенной литейно-прокатной установки по п.8 формулы изобретения, при этом первые ножницы предназначены для резания продукта литья с толщиной, равной 90 мм, предпочтительно 110 мм, при скорости транспортировки, равной 0,1 м/с.

Предпочтительно, если первые ножницы выполнены в виде маятниковых ножниц.

Предпочтительно, если после обжимной группы клетей установлена печь, предпочтительно индукционная печь.

Предпочтительно, если после печи установлено устройство для удаления окалины.

Предпочтительно, если между обжимной группой клетей и печью расположены вторые ножницы, предпочтительно барабанные ножницы. Благодаря этому даже при неисправности в области печи, чистовой группы клетей, устройства охлаждения или моталки может поддерживаться непрерывный процесс литья.

Для микроструктуры отрезка черновой полосы предпочтительно, если в обжимной группе клетей выполняется многоступенчатая обработка давлением.

Кроме того, предпочтительно, чтобы устройство охлаждения для охлаждения отрезка готовой полосы было установлено после чистовой группы клетей.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и признаки настоящего изобретения содержатся в последующем описании не ограничивающих примеров осуществления, при этом ссылаемся на следующие фигуры, на которых показано:

фиг.1 - схематичное изображение совмещенной литейно-прокатной установки для осуществления предлагаемого изобретением способа;

фиг.2 - упрощенная по сравнению с фиг.1 совмещенная литейно-прокатная установка для осуществления предлагаемого изобретением способа.

Описание вариантов осуществления

На фиг.1 показано схематичное изображение совмещенной литейно-прокатной установки 1, которая выполнена в виде так называемой установки ESP (Endless Strip Production - бесконечное производство полосы) для изготовления ленточной стали. В непрерывном бесконечном режиме на машине 2 для непрерывной разливки жидкая сталь разливается с получением тонких слябов, при этом толщина непрерывного слитка непосредственно после кристаллизатора составляет 90 мм. В установленном после кристаллизатора устройстве поддержания непрерывного слитка частично затвердевший непрерывный слиток посредством т.н. Liquid Core Reduction (прокатки полосы с ещё жидкой сердцевиной) утоняется до толщины, равной 70 мм. После литейной машины 2 полностью затвердевший продукт литья проходит в направлении 5 транспортировки по рольгангу 11 неразрезанный сначала через первые ножницы 6, которые выполнены в виде маятниковых ножниц, и трехклетьевую обжимную группу 3 клетей, где происходит утонение непрерывного слитка 16 с получением так называемой черновой полосы 4 или, соответственно, подката с толщиной, равной 19 мм. После обжима черновая полоса 4 проходит через устройство 15 ввода и вывода через шлюз и вторые ножницы 13, которые выполнены в виде барабанных ножниц. После этого черновая полоса 4 нагревается в индукционной печи 12 до температуры прокатки, так чтобы нагретая черновая полоса 4 после удаления окалины в устройстве 14 для удаления окалины прокатывалась в аустенитной области структуры в клетях 7a…7d чистовой группы 7 клетей с получением готовой полосы 8 или, соответственно, готовой ленты. После чистовой прокатки готовая полоса 8 с толщиной, равной 4 мм, охлаждается в устройстве 9 охлаждения до температуры наматывания и затем в одной из моталок 10a, 10b наматывается в бунт. Быстрые ножницы, которые расположены между устройством 9 охлаждения и моталками 10a…10b, для резания готовой полосы 8 на желаемый вес бунта, в целях наглядности не изображены.

Ввод в эксплуатацию совмещенной литейно-прокатной установки 1 вследствие недостаточного опыта персонала по вводу в эксплуатацию оказывается затруднительным, так как ввод в эксплуатацию установки в связанном режиме, т.е. при связи обжимной группы 3 клетей с чистовой группой 7 клетей посредством черновой полосы 4, предъявляет высокие требования к автоматизации.

Ввод в эксплуатацию в соответствии с изобретением происходит следующим образом: после ввода в эксплуатацию машины для непрерывной разливки она пригодна для разливки продукта литья, который представляет собой тонкий сляб. При последующем вводе в эксплуатацию первых ножниц 6 они становятся пригодными к резанию неразрезанного, непрерывно изготавливаемого продукта литья с получением отрезка продукта литья. При вводе в эксплуатацию обжимной группы 3 клетей она становится пригодна для обжима отрезка продукта литья с получением отрезка черновой полосы; при этом предпочтительно, если обжимная группа 3 клетей по меньшей мере частично загружается тонкими слябами из машины 2 для непрерывной разливки. Хотя - как излагалось выше - при непрерывном бесконечном режиме продукт 16 литья, черновая полоса 4 и готовая полоса 8 проходят через совмещенную литейно-прокатную установку 1 неразрезанными (до поперечного резания готовой полосы 8 на желаемый вес бунта), первые ножницы 6 гарантируют, что, с одной стороны, становится возможным прерывистый (например, так называемый Batch - периодический) режим, и возможно надлежащее реагирование на случаи неисправностей в совмещенной литейно-прокатной установке 1. При вводе в эксплуатацию чистовой группы 7 клетей неразрезанный, непрерывно изготавливаемый продукт 16 литья нарезается посредством первых ножниц 6 с получением отрезка продукта литья таким образом, чтобы хвостовая часть обжатого отрезка продукта литья, так называемого отрезка черновой полосы, выходила из последней клети 3c обжимной группы 3 клетей до того, как головная часть черновой полосы 4 или, соответственно, отрезка черновой полосы войдет в первую клеть 7a чистовой группы 7 клетей. После обжима отрезка продукта литья отрезок черновой полосы на рольганге 11, который соединяет между собой все части установки между машиной 2 для непрерывной разливки и моталками 10a, 10b, посредством не изображенных подробно тянущих роликов ускоряется в направлении чистовой группы 7 клетей, так что отрезок черновой полосы после ускорения находится на расстоянии, равном от 1 до 5 м, от следующей за ним черновой полосы 4 или, соответственно, от следующего за ним отрезка черновой полосы. Отрезок черновой полосы затем прокатывается в чистовой группе 7 клетей за несколько проходов прокатки (например, три прохода прокатки в четырехклетьевой чистовой группе 7 клетей) с получением отрезка готовой полосы. При охлаждении отрезка готовой полосы в устройстве 9 охлаждения отрезок готовой полосы охлаждается до температуры наматывания, прежде чем отрезок готовой полосы в одной из моталок 10a, 10b будет намотан в так называемый микро-бунт (англ. «micro-coil»). Предпочтительным образом отрезок продукта литья имеет вес, равный по меньшей мере 5 т, так что намотанный отрезок готовой полосы может наматываться на предлагаемых на рынке моталках 10a, 10b. В соответствии с изобретением отрезок черновой полосы в чистовой группе 7 клетей утоняется с получением отрезка готовой полосы таким образом, что длина отрезка готовой полосы >, чем длина пути ленты между чистовой группой 7 клетей и моталкой 10a, 10b. Благодаря этому гарантируется возможность создания достаточного натяжения ленты, так что обеспечивается направление отрезка готовой полосы в последующих частях установки и гарантируется высокое качество намотанного материала. При первых проходах прокатки в ходе ввода в эксплуатацию чистовой группы 7 клетей может быть предпочтительно, прокатывать отрезок черновой полосы только в температурном состоянии процесса разливки, т.е. без дополнительного нагрева в индукционной печи 12 и вместе с тем обычно в ферритной области структуры, максимум за три шага утонения в чистовой группе 7 клетей. При последующих проходах прокатки в ходе ввода в эксплуатацию для нагрева отрезка черновой полосы до температуры прокатки может применяться индукционная печь 12, так что чистовая прокатка может осуществляться в аустенитной области структуры. Первые ножницы 6 выполнены в виде маятниковых ножниц, причем эти маятниковые ножницы предназначены для резания продукта литья с толщиной, равной 90 мм при скорости транспортировки продукта литья, равной 0,1 м/с.

На фиг.2 показано упрощенное по сравнению с фиг.1 изображение, которое также подходит для осуществления предлагаемого изобретением способа.

Конкретно предлагаемый изобретением способ обладает по сравнению с уровнем техники следующими преимуществами:

- уменьшение сложности при вводе в эксплуатацию чистовой группы клетей, благодаря этому меньшее количество дефектов прокатки (англ. cobbles),

- уменьшение продолжительности и стоимости ввода в эксплуатацию, и

- при вводе в эксплуатацию уже возможна продажа полученных бунтов.

Спецификация позиций

1 Совмещенная литейно-прокатная установка

2 Литейная установка

3, 3a…3c Обжимная группа клетей

4 Черновая полоса или, соответственно, отрезок черновой полосы

5 Направление транспортировки

6 Первые ножницы

7, 7a…7d Чистовая группа клетей

8 Готовая полоса или, соответственно, отрезок готовой полосы

9 Устройство охлаждения

10, 10a…10b Моталка

11 Рольганг

12 Печь

13 Вторые ножницы

14 Устройство для удаления окалины

15 Устройство ввода и вывода через шлюз

16 Продукт литья или, соответственно, отрезок продукта литья

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при прокатке полосы на совмещенной литейно-прокатной установке. Совмещенная литейно-прокатная установка содержит литейную установку для разливки жидкой стали, ножницы для резки продукта литья, установленные после литейной установки, обжимную и чистовую группы прокатных клетей и моталку. Осуществление резки продукта литья толщиной 90 мм, предпочтительно 110 мм, при скорости транспортировки, равной 0,1 м/с, и выведение хвостовой части отрезка черновой полосы из обжимной группы клетей до вхождения головной части черновой полосы в чистовую группу клетей позволяют ускорить введение в эксплуатацию чистовой группы клетей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ прокатки полосы на совмещенной литейно-прокатной установке, включающий непрерывное литье жидкого металла, предпочтительно стали, с получением продукта (16) литья в литейной установке (2), отличающийся тем, что осуществляют резание продукта (16) литья с получением отрезка продукта литья посредством первых ножниц (6), причем осуществляют резание продукта (16) литья с толщиной, равной 90 мм, предпочтительно 110 мм, при скорости транспортировки, равной 0,1 м/с, обжим отрезка продукта литья с получением отрезка черновой полосы в обжимной группе (3) клетей, при этом хвостовая часть отрезка черновой полосы выходит из обжимной группы (3) клетей до того, как головная часть отрезка черновой полосы входит в чистовую группу (7) клетей, чистовую прокатку отрезка черновой полосы в чистовой группе (7) клетей с получением отрезка готовой полосы и наматывание отрезка готовой полосы в моталке (10).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отрезок черновой полосы ускоряют на рольганге (11) в направлении чистовой группы (7) клетей.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина отрезка готовой полосы больше, чем длина пути ленты между чистовой группой (7) клетей и моталкой (10).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отрезок черновой полосы перед чистовой прокаткой нагревают в печи (12) до температуры прокатки, предпочтительно индукционным способом.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что отрезок черновой полосы после нагрева подвергают удалению окалины в устройстве (14) для удаления окалины.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отрезок готовой полосы охлаждается в устройстве (9) охлаждения до температуры наматывания.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что удельный вес на единицу ширины отрезка продукта литья составляет больше 3,5 т/м, предпочтительно больше 4,5 т/м.

8. Совмещенная литейно-прокатная установка, содержащая литейную установку (2) для разливки жидкой стали с получением продукта (16) литья, предпочтительно тонкого сляба, первые ножницы (6) для резания продукта (16) литья с получением отрезка продукта литья, причем первые ножницы (6) установлены после литейной установки (2), обжимную группу (3) клетей для обжима отрезка продукта литья с получением отрезка черновой полосы, при этом обжимная группа (3) клетей установлена после первых ножниц (6), чистовую группу (7) клетей для чистовой прокатки отрезка черновой полосы с получением отрезка готовой полосы, при этом чистовая группа (7) клетей установлена после обжимной группы (3) клетей и моталку (10) для наматывания отрезка готовой полосы, при этом моталка (10) установлена после чистовой группы (7) клетей, отличающаяся тем, что первые ножницы (6) предназначены для резания продукта (16) литья с толщиной, равной 90 мм, предпочтительно 110 мм, при скорости транспортировки, равной 0,1 м/с.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что первые ножницы (6) выполнены в виде маятниковых ножниц.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что после обжимной группы (3) клетей установлена печь (12), предпочтительно индукционная печь.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что после печи (12) установлено устройство (14) для удаления окалины.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между обжимной группой (3) клетей и печью (12) расположены вторые ножницы (13), предпочтительно барабанные ножницы.

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство (9) охлаждения для охлаждения отрезка готовой полосы установлено после чистовой группы (7) клетей.