ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ, ИМЕЮЩАЯ УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ КЛЕТИ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ Российский патент 2022 года по МПК B21B45/02 B21B37/74 

Область техники

Настоящее изобретение касается технологии прокатки, в частности горячей прокатки и охлаждения металлической полосы, например, стальной полосы, или листа в группе клетей прокатного стана. Эта группа клетей прокатного стана может, например, представлять собой чистовую группу клетей прокатного стана для производства полосы или группу клетей горячей прокатки для производства листа.

С одной стороны, изобретение касается прокатной клети, имеющей прокатную станину со стороны обслуживания и прокатную станину со стороны привода, причем в этой прокатной клети не расположены ни рабочие валки, ни подушки для рабочих валков.

С другой стороны, изобретение касается способа монтажа устройства охлаждения клети для охлаждения стальной полосы в прокатной клети, а также способа демонтажа такого устройства охлаждения клети из прокатной клети.

Для наглядности в этой публикации прокатной клетью называется также прокатная клеть с демонтированными подушками и демонтированными рабочими валками. Эта терминология очевидна для специалиста и повышает ясность.

Уровень техники

Как известно, при горячей прокатке горячий прокатный материал пластически деформируется в межвалковом зазоре так называемыми рабочими валками, вследствие чего, например, уменьшается толщина прокатного материала. После горячей прокатки прокатанный прокатный материал обычно охлаждается на участке охлаждения и после этого выводится из группы клетей прокатного стана, например, в виде бунта или листа.

Свойства материала горячекатаной полосы не только зависимы от ее химического состава, но и очень сильно зависят от временной последовательности этапов обработки в стане горячей прокатки. У литейно–прокатной комбинированной установки, например, установки Arvedi ESP, существенна, например, временная последовательность непрерывной разливки, черновой прокатки, промежуточного нагрев, чистовой прокатки, охлаждения и наматывания. При настройке структуры или, соответственно, долей фаз прокатанной полосы (горячекатаная полоса после чистовой прокатки называется готовой полосой) решающим является также временной интервал между последним проходом прокатки в прокатной клети группы клетей прокатного стана и началом охлаждения полосы. Во многих случаях этот промежуток времени должен быть как можно короче.

Станы горячей прокатки имеют постоянное количество прокатных клетей, так что из–за высокой технической сложности этих машин невозможно при производстве толстых полос удалять одну или несколько прокатных клетей прокатного стана, а при производстве тонких полос снова добавлять удаленные прокатные клети. Поэтому прокатный стан вообще должен быть пригоден как для производства толстых, так и для производства тонких полос.

Известно, что толстые полосы медленнее транспортируются в прокатном стане и менее сильно уменьшаются по толщине, чем тонкие полосы. Это приводит к тому, что, например, толстая полоса часто прокатывается до своей окончательной толщины уже перед последней прокатной клетью, например, во второй прокатной клети, в отличие от чего тонкая полоса в том же самом прокатном стане прокатывается до своей окончательной толщины только в последней, например, пятой прокатной клети. Поэтому в первом названном случае прокатные клети 3, 4 и 5 поднимаются, так что толстая полоса проходит через эти прокатные клети, не прокатываясь в них. Но из–за относительно медленной скорости транспортировки толстых полос и того факта, что последняя деформация осуществляется уже в одной из первых прокатных клетей, получается относительно длинный промежуток времени, пока готовая полоса достигнет участка охлаждения за последней прокатной клетью и будет там охлаждаться с определенной интенсивностью. Этот длинный промежуток времени может приводить к тому, что толстые полосы больше не могут достичь определенных свойств материала, из–за чего ассортимент продуктов прокатного стана ограничивается.

Эта проблема дополнительно обостряется при бесконечной работе литейно–прокатных комбинированных установок, так как скорость транспортировки полосы обратно пропорциональна толщине полосы. Кроме того, при бесконечной работе промежуточная или готовая полоса не может ускоряться на рольганге, так как это связано с установкой непрерывного литья заготовок. Это приводит к тому, что скорость транспортировки толстой полосы в установке ESP может быть в пределах 0,5 м/с или меньше, и при этом существенно медленнее, чем у других, не бесконечно работающих станов горячей прокатки, которые могут ускорять прокатываемый материал до, во время или, соответственно, после прохождения группы клетей прокатного стана.

Однако даже при не бесконечной (например, при периодической ил полу–бесконечной) работе стана горячей прокатки лежащая в основе изобретения проблема не может решаться удовлетворительно, так как изменение скорости полосы всегда сопровождается также изменением температуры при последнем проходе прокатки в чистовой группе клетей прокатного стана. Кроме того, разъединение бесконечной связи между агрегатами стана горячей прокатки приводит ко многим хорошо известным проблемам, таким как, например, заправка и выпуск полосы из прокатных клетей и участка охлаждения, толчкам верхней частью полосы и нижней частью полосы, различные температуры верхней части полосы и нижней части полосы и пр. Таким образом, и эта возможность разъединения либо полностью отпадает, либо по меньшей мере не реализуема удовлетворительным образом.

Из US 2017/0 056 944 A1 известна система охлаждения, которая может располагаться перед или за прокатной клетью. Эта система охлаждения имеет исполнение, известное по своему методу у традиционных участков охлаждения. Однако она несколькими метрами короче, чем традиционные участки охлаждения.

Из DE 37 04 599 A1 известно промежуточное охлаждение клети для охлаждения стальной полосы за прокатной клетью. Это промежуточное охлаждение клети включает в себя нижний и верхний водосборник, причем эти водосборники имеют каждый соединительный патрубок для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающих форсунок или охлаждающих труб. Через эти соединительные патрубки водосборники могут снабжаться охлаждающим средством. Благодаря этому нижняя сторона и верхняя сторона стальной полосы могут охлаждаться охлаждающими форсунками или охлаждающими трубами водосборников.

Из DE 22 35 063 A1 тоже известно промежуточное охлаждение клети. Это промежуточное охлаждение клети включает в себя нижний и верхний водосборник, причем эти водосборники имеют каждый соединительный патрубок для охлаждающего средства и распространяющуюся в направлении глубины охлаждающую щель. Через эти соединительные патрубки водосборники могут снабжаться охлаждающим средством. Благодаря этому нижняя сторона и верхняя сторона стальной полосы могут охлаждаться с помощью охлаждающих щелей водосборников.

Как может преодолеваться проблема большой продолжительности времени у толстых полос между последним проходом прокатки и началом охлаждения в станах горячей прокатки, в частности у бесконечно работающих литейно–прокатных комбинированных установок, из уровня техники не явствует.

Сущность изобретения

Задача изобретения заключается в том, чтобы изменить существующий уровень техники с помощью инновационного решения для стана горячей прокатки, в частности литейно–прокатной комбинированной установки и здесь, совершенно особо, для бесконечно работающей литейно–прокатной комбинированной установки, так, чтобы можно было уменьшить промежуток времени между последним проходом прокатки при горячей прокатке и началом охлаждения полосы без необходимости удалять из прокатного стана перед производством толстых полос одну или несколько прокатных клетей или, соответственно, перед последующим производством тонких полос снова монтировать удаленные прокатные клети. С помощью этого решения должна обеспечиваться возможность расширения ассортимента продуктов стана горячей прокатки и создания широкого сортамента высококачественной стальной полосы.

Аспект этой задачи, связанный с устройством, решается с помощью прокатного стана с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых от п.1 формулы изобретения пп.2–8 формулы изобретения.

Конкретно, решение осуществляется с помощью прокатной клети, имеющей прокатную станину со стороны обслуживания и прокатную станину со стороны привода,

– при этом в прокатной клети не расположены ни рабочие валки, ни подушки для рабочих валков, однако прокатная клеть имеет устройство охлаждения клети для охлаждения стальной полосы;

– причем это устройство охлаждения клети выполнено с такими размерами, что оно может монтироваться в прокатной клети через прокатную станину со стороны обслуживания;

– при этом устройство охлаждения клети включает в себя нижний водосборник и верхний водосборник;

причем этот нижний водосборник и этот верхний водосборник имеют каждый соединительный патрубок для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающих форсунок или охлаждающих труб или по меньшей мере одну проходящую в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающую щель, так что нижний и верхний водосборник могут через соответствующий соединительный патрубок снабжаться охлаждающим средством, и могут охлаждаться нижняя сторона стальной полосы с помощью охлаждающих форсунок или охлаждающих труб или охлаждающей щели нижнего водосборника, а верхняя сторона стальной полосы с помощью охлаждающих форсунок или охлаждающих труб или охлаждающей щели верхнего водосборника.

Наименование «устройство охлаждения клети» относится к устройству охлаждения, которое может с настраиваемой интенсивностью охлаждать стальную полосу и монтироваться в прокатной клети вместо подушек и рабочих валков. Это наименование однозначно не относится к устройству охлаждения, которое охлаждает валки прокатной клети.

Устройство охлаждения клети может также иметь комбинацию из нескольких охлаждающих форсунок или, соответственно, охлаждающих труб и одной или нескольких охлаждающих щелей.

Устройство охлаждения клети может монтироваться вместо подушек и верхних или нижних рабочих валков, так чтобы прокатная клеть, имеющая устройство охлаждения клети, могла охлаждать верхнюю и нижнюю сторону стальной полосы с данной интенсивностью. Под этим подразумевается охлаждение, которое сравнимо с охлаждением в расположенном после группы клетей прокатного стана участке охлаждения.

Известно применение между прокатными клетями группы клетей прокатного стана промежуточного охлаждения клети, чтобы отводить тепло, возникшее в материале во время деформации, и поддерживать температуру полосы в допустимых пределах. Это охлаждение обычно не рассчитано на достижение охлаждения полосы в смысле этого изобретения. Для расширения охлаждаемого диапазона возможна и для определенных требований предпочтительна комбинация устройства охлаждения клети с промежуточным охлаждением клети (которое охлаждает полосу только между прокатными клетями).

Для охлаждения устройство охлаждения клети имеет верхний изобретении нижний водосборник, которые имеют каждый по меньшей мере один соединительный патрубок для охлаждающего средства и

– несколько расположенных в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающих форсунок или охлаждающих труб или

– по меньшей мере одну проходящую в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающую щель. Через соответствующий соединительный патрубок или, соответственно, соответствующие соединительные патрубки нижний и верхний водосборник могут снабжаться охлаждающим средством. Охлаждение нижней и верхней стороны стальной полосы осуществляется с помощью охлаждающих форсунок или охлаждающих труб или, соответственно, одной или нескольких охлаждающих щелевых сопел.

Для простого монтажа или, соответственно, демонтажа устройства охлаждения клети предпочтительно, когда устройство охлаждения клети имеет по меньшей мере две направляющие поверхности, причем эти направляющие поверхности соединены с нижним или верхним водосборником, так что устройство охлаждения клети в направлении ширины прокатной клети или, соответственно, стальной полосы может вводиться (например, вдвигаться) в прокатную клеть, и предпочтительно устройство охлаждения клети в смонтированном состоянии опирается на эти направляющие поверхности.

Благодаря указанным по меньшей мере двум направляющим поверхностям, которые соединены с нижним и/или верхним водосборником, устройство охлаждения клети может простым образом в направлении ширины прокатной клети, например, по рельсам, вводиться в прокатную клеть. После задвигания устройства охлаждения клети оно может оставаться на рельсах или, например, подпираться с помощью гибочного блока. Предпочтительно устройство охлаждения клети во смонтированном состоянии опирается на направляющие поверхности.

Вследствие замены подушек и верхнего и нижнего рабочего валка устройством охлаждения клети может ощутимо сокращаться промежуток времени между чистовой прокаткой (т.е. последним проходом прокатки в группе клетей горячей прокатки) и началом охлаждения полосы, так что, например, также толстые горячекатаные полосы достигают необходимых металлургических свойств (например структуры) и могут производиться с высоким качеством. Кроме того, участок между последней прокатывающей прокатной клетью и участком охлаждения уже используется для охлаждения.

Если устройство охлаждения клети монтируется или, соответственно, демонтируется в основном во время перерыва прокатного производства (например, при смене рабочих валков других прокатных клетей), предпочтительно, когда устройство охлаждения клети выполнено цельно, при этом предпочтительно нижний и верхний водосборник соединены друг с другом стойками. При этом варианте осуществления устройство охлаждения клети может монтироваться и демонтироваться как одно целое.

Если устройство охлаждения клети должно иметь возможность монтажа или, соответственно, демонтажа также во время прокатного производства, предпочтительно, когда устройство охлаждения клети выполнено по меньшей мере из двух частей, при этом нижний и верхний водосборник имеют по две направляющие поверхности. Благодаря этому верхняя часть устройства охлаждения клети вместе с верхним водосборником может монтироваться в прокатной станине независимо от нижней части устройства охлаждения клети вместе с нижним водосборником, благодаря чему облегчается монтаж во время непрерывного прокатного производства.

Альтернативно варианту осуществления из двух частей был бы возможен также цельный вариант осуществления, например, имеющий «C»–образную форму устройства охлаждения клети.

При варианте осуществления устройства охлаждения клети из двух частей нижний водосборник может, например, на рельсах для замены вводиться в прокатную клеть и после этого оставаться на них или, соответственно, сниматься с них или опускаться, в отличие от чего верхний водосборник во время работы может подпираться гибочными блоками и сниматься с них или опускаться. Благодаря этому во время работы может настраиваться зазор между выпускными отверстиями водосборников и стальной полосой.

Простое направление устройства охлаждения клети обеспечено, когда нижний водосборник и/или верхний водосборник имеет по две боковые опорные лапы, причем каждая из двух опорных лап имеет по направляющей поверхности.

Так как часто необходимо, если смотреть в направлении ширины стальной полосы, охлаждать краевые области и центральную область стальной полосы с различной силой, предпочтительно, когда нижний водосборник и верхний водосборник имеют по меньшей мере два соединительных патрубка. Благодаря этому, например, предназначенные для краевых областей охлаждающие форсунки могут снабжаться более низким давлением, чем охлаждающие форсунки, предназначенные для центральной области.

По всем правилам прокатная клеть имеет (по меньшей мере) опорные валки. В этом случае устройство охлаждения клети в смонтированном в прокатной клети состоянии расположено между опорными валками прокатной клети.

При нормальной работе каждой прокатной клети имеется не устройство охлаждения клети, а рабочие валки и подушки для рабочих валков. Устройство охлаждения клети настоящего изобретения монтируется в прокатной клети альтернативно рабочим валкам и подушкам. Поэтому предпочтительно прокатная клеть дополнительно имеет названные рабочие валки и подушки для рабочих валков. Причем эти рабочие валки и подушки для рабочих валков, как и в уровне техники, выполнены с такими размерами, что после демонтажа устройства охлаждения клети из прокатной клети они могут монтироваться в прокатной клети через прокатную станину со стороны обслуживания прокатной клети.

Аспект изобретения, связанный со способом, касающимся монтажа устройства охлаждения клети для охлаждения стальной полосы в прокатной клети группы клетей прокатного стана, решается по п.9 формулы изобретения с помощью следующих этапов способа:

– удаление подушек и верхнего и нижнего рабочего валка из прокатной клети;

– монтаж устройства охлаждения клети в прокатной клети, при этом устройство охлаждения клети вводится горизонтально в направлении ширины прокатной клети или, соответственно, стальной полосы через прокатную станину со стороны обслуживания; и

– соединение соединительных патрубков верхнего и нижнего водосборника со снабжением охлаждающим средством, так чтобы нижняя и верхняя сторона стальной полосы могли охлаждаться охлаждающим средством через охлаждающие форсунки или охлаждающие трубы или охлаждающую щель нижнего водосборника и верхнего водосборника.

Соединение соединительных патрубков может осуществляться, например, с помощью фланцевых соединений, с помощью задействуемых вручную рычажных муфт, имеющих шланговое соединение, или с помощью автоматического сцепления при вдвигании устройства охлаждения клети.

У не бесконечно работающего прокатного стана целесообразно осуществлять монтаж устройства охлаждения клети во время перерыва в работе группы клетей прокатного стана.

В частности, у бесконечно работающих литейно–прокатных комбинированных установок, например, типа Arvedi ESP, предпочтительно, если монтаж устройства охлаждения клети осуществляется во время текущей работы группы клетей прокатного стана, в частности чистовой группы клетей прокатного стана.

По одному из вариантов осуществления соединительный патрубок снабжается охлаждающим средством под давлением от 2 до 5 бар.

По другому варианту осуществления соединительный патрубок снабжается охлаждающим средством под давлением от 0,1 до 0,8 бар.

Во время работы устройства охлаждения клети предпочтительно снабжать соединительный патрубок или, соответственно, соединительные патрубки нижнего водосборника более высоким давлением, чем соединительный патрубок или, соответственно, соединительные патрубки верхнего водосборника. Это может осуществляться с помощью отдельных регулировок давления для верхнего и нижнего соединительных патрубков. Альтернативно этому это может осуществляться также с помощью регулировок протока, так чтобы количество жидкости, протекающей к нижнему водосборнику, было больше, чем к верхнему водосборнику (например, 60% общего количества воды подводятся к нижнему водосборнику, и 40% к верхнему водосборнику).

Вышеназванные пределы давления взаимно не исключаются, так как, например, краевая область стальной полосы может через первый соединительный патрубок охлаждаться охлаждающим средством под давлением от 0,1 до 0,8 бар, в отличие от чего центральная область может через второй соединительный патрубок охлаждаться охлаждающим средством под давлением от 2 до 5 бар.

Предпочтительно производство стальных полос выполняется по п.13 формулы изобретения, при этом сначала первая стальная полоса прокатывается по меньшей мере в двух прокатных клетях группы клетей горячей прокатки, после этого первая стальная полоса охлаждается на участке охлаждения, и затем охлажденная первая стальная полоса выводится, например, в виде листа или на моталку. Затем устройство охлаждения клети (как описано выше) монтируется в прокатной клети группы клетей прокатного стана. После монтажа устройства охлаждения клети в прокатной клети вторая стальная полоса прокатывается по меньшей мере в одной прокатной клети группы клетей прокатного стана, вторая стальная полоса охлаждается по меньшей мере в одной прокатной клети группы клетей прокатного стана, охлажденная вторая стальная полоса охлаждается на участке охлаждения, а также охлажденная вторая стальная полоса выводится.

Аспект изобретения, связанный со способом, касающимся демонтажа устройства охлаждения клети из прокатной клети, решается в п.14 формулы изобретения с помощью следующих этапов способа:

– отсоединение соединительных патрубков верхнего и нижнего водосборника от снабжения охлаждающим средством;

– демонтаж устройства охлаждения клети из прокатной клети, при этом устройство охлаждения клети горизонтально в направлении ширины прокатной клети выводится (например, вытягивается) из прокатной станины со стороны обслуживания; и

– монтаж подушек и верхнего и нижнего рабочего валка в прокатной клети.

Разъединение соединительных патрубков может, в свою очередь, осуществляться с помощью фланцевых соединений, с помощью задействуемых вручную рычажных муфт, имеющих шланговое соединение, или с помощью автоматического сцепления при выдвигании устройства охлаждения клети.

В зависимости от типа установки прокатного стана или, соответственно, его способа работы (бесконечный или не бесконечный) демонтаж устройства охлаждения клети может осуществляться во время текущей работы или во время перерыва в работе группы клетей прокатного стана.

Предпочтительно настраивать мощность охлаждения устройства охлаждения клети посредством управления с помощью модели в зависимости от материала (в частности, химического состава), параметров прокатки (толщины и скорости стальной полосы), а также достигаемого качества стали. Модель охлаждения в зависимости от вышеназванных значений онлайн, то есть во время текущей работы группы клетей горячей прокатки, выдает количество охлаждающей воды и при необходимости также зависимое от ширины распределение охлаждающей воды соответственно для верхней и нижней стороны стальной полосы. Управление давлением и/или протекающим количеством охлаждающей среды через устройство охлаждения клети осуществляется или, соответственно, регулируется так, что стальная полоса после прохождения прокатных клетей, имеющих смонтированные устройства охлаждения клети, и охлаждения на участке охлаждения наилучшим возможным образом достигает желаемых свойств.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и признаки настоящего изобретения следуют из описания не ограничивающих примеров осуществления. На последующих схематично изображенных фигурах показано:

фиг.1: два вида прокатной клети со смонтированными подушками и рабочими валками по уровню техники;

фиг.2: два вида подушек и рабочих валков по уровню техники;

фиг.3: вид сбоку прокатной клети перед участком охлаждения по уровню техники;

фиг.4: вид сбоку чистовой группы клетей прокатного стана, имеющей пять прокатных клетей, перед участком охлаждения по уровню техники;

фиг.5: вид сбоку чистовой группы клетей прокатного стана, имеющей пять прокатных клетей, при этом в последних трех прокатных клетях смонтировано по одному предлагаемому изобретением устройству охлаждения клети;

фиг.6: два вида устройства охлаждения клети;

фиг.7: другой вид устройства охлаждения клети с фиг.6;

фиг.8: два вида прокатной клети со смонтированным устройством охлаждения клети;

фиг.9a и 9b: соответственно вид устройства охлаждения клети, имеющего охлаждающую щель;

фиг.10: схематичное изображение водоснабжения для прокатной клети, имеющей смонтированное устройство охлаждения клети;

фиг.11: сечение в направлении ширины прокатной клети, имеющей смонтированное устройство охлаждения клети;

фиг.12: вид устройства охлаждения клети, имеющего охлаждающие трубы вместо охлаждающих форсунок;

фиг.13: вид спереди устройства охлаждения клети, со смонтированным устройством охлаждения клети и отводными щитками, и

фиг.14: вид цельного устройства охлаждения клети C–образной формы.

Описание вариантов осуществления

На фиг.1 показан слева вид сбоку прокатной клети 11, имеющей смонтированные подушки 4a, 4b для верхнего и нижнего опорного валка 4 и смонтированные подушки 5a, 5b для верхнего и нижнего рабочего валка 5. На правом изображении фиг.1 показана прокатная клеть 11 на схематичном изображении сечения без подушек 4a, 4b, 5a, 5b. Не изображенная горячекатаная полоса, здесь стальная полоса, прокатывается в прокатной клети 11 рабочими валками 5, при этом рабочие валки 5 опираются на лежащие за ними опорные валки 4. Гибочный блок 6 может прогибать рабочие валки 5 и так переставлять профиль или, соответственно, плоскостность прокатываемой горячекатаной полосы. Подушки 4a, 4b, 5a, 5b так называемой AGC (сокращение для Automatic Gap Control, англ. автоматическое регулирование толщины)–цилиндров 3 и гибочного блока 6 смонтированы в двух окнах 2 прокатных станин 1. На фиг. видна только прокатная станина 1 со стороны обслуживания. Прокатная станина со стороны привода скрыта прокатной станиной 1 со стороны обслуживания. Ее можно различить только на фиг.11, но там она не обозначена ссылочным обозначением.

Горячекатаная полоса направляется по столу 10 прокатной клети и доставляется к рабочим валкам 5. Чтобы ограничить температуру рабочих валков 5, перед и после рабочих валков 5 предусмотрена по меньшей мере одна (здесь две) верхняя охлаждающая головка 8a и по меньшей мере одна нижняя охлаждающая головка 8b охлаждения рабочих валков. Кроме того, перед прокатной клетью 11 инсталлирована верхняя охлаждающая головка промежуточного охлаждения 7a клети, а после прокатной клети 11 нижняя охлаждающая головка промежуточного охлаждения 7b клети. Конечно, также по одной верхней и одной нижней охлаждающей головке промежуточного охлаждения 7a, 7b клети может быть расположено перед и после прокатной клети 11. Откидной ролик 9 петлеобразователя может настраивать натяжение в горячекатаной полосе. При этом может изменяться температура горячекатаной полосы перед и после прокатки. Так как прокатные клети 11, имеющие так называемые встроенные элементы клети, известны, более подробное описание уровня техники опускается.

На фиг.2 слева изображен вид сбоку, а справа вид спереди подушки 5a с верхним рабочим валком 5 и подушки 5b с нижним рабочим валком 5. С помощью подушек 5a, 5b рабочие валки 5 оперты в прокатной клети 11 с возможностью смещения.

На фиг.3 показана прокатная клеть 11 с фиг.1 в прокатном стане. Не изображенная стальная полоса в направлении TR транспортировки подводится по рольгангу 12 к прокатной клети 11 и прокатывается в межвалковом зазоре между двумя рабочими валками 5. После горячей прокатки прокатанная полоса снова по следующему рольгангу 12 направляется к участку 45 охлаждения, имеющему несколько распределителей 13 охлаждения, и там охлаждается с настраиваемой интенсивностью.

На фиг.4 показана одна из возможных ситуаций при прокатке толстой горячекатаной полосы в выполненной в виде чистовой группы клетей прокатного стана группе 40 клетей прокатного стана, имеющей пять прокатных клетей 11. Так как речь идет о толстой горячекатаной полосе, последний проход прокатки происходит уже в третьей (т.е. в средней) прокатной клети 11. При этом толщина горячекатаной полосы уменьшается, например, с 45 мм до 20 мм. После прокатки прокатанная готовая полоса выходит из средней прокатной клети 11 со скоростью, например, 0,4 м/с. В обозначенных C областях готовая полоса может охлаждаться с помощью верхних и нижних охлаждающих головок промежуточного охлаждения 7a, 7b клети. В самих прокатных клетях 11 готовая полоса охлаждаться полоса не может. Неохлаждаемые области обозначены NC. Так как горизонтальное расстояние между средней линией клети третьей прокатной клети 11 и началом участка 45 охлаждения, имеющего распределители 13 охлаждения (в случае двух не используемых для прокатки полосы 50 прокатных клетей 11 и типовых расстояний между прокатными клетями 11) составляет прибл. 20 м, прокатанной горячекатаной полосе по приведенному выше примеру нужно 50 с, пока она достигнет участка 45 охлаждения. Это время уже слишком велико для определенных типов стали, так что стальная полоса больше не может достичь желаемых структурных или, соответственно, фазовых свойств. Промежуточное охлаждение клети (маркированное на фиг. C), имеющее верхние и нижние охлаждающие головки 7a, 7b (см. фиг.1) ничего в этом не меняет, так как мощность охлаждения слишком мала, и прокатанная горячекатаная полоса на пути к участку 45 охлаждения преимущественно не охлаждается.

На фиг.5 показана ситуация при горячей прокатке толстой стальной полосы в группе 40 клетей прокатного стана, выполненной в виде чистовой группы клетей прокатного стана, имеющей первоначально пять прокатных клетей 11. У последних трех прокатных клетей подушки 5a, 5b и рабочие валки 5 (см. фиг.1) были удалены, и вместо них смонтировано по одному устройству 20 охлаждения клети (подробности этого на фиг.6–11) на каждую прокатную станину 1. Последний проход прокатки происходит во второй прокатной клети 11 слева; готовая полоса в трех последующих прокатных станинах 1 интенсивно охлаждается с помощью каждого устройства 20 охлаждения клети. При охлаждении стальной полосы посредством устройств 20 охлаждения клети готовая полоса охлаждается, уже начиная со средней прокатной станины 1. Благодаря этому становится возможной выработка толстых полос специальных качеств стали (например, претенциозных марок трубы), которые не могли бы производиться без устройств 20 охлаждения клети.

На фиг.6 показаны два вида устройства 20 охлаждения клети, а именно, слева вид сбоку, а справа изображение в сечении. Устройство 20 охлаждения клети имеет верхний водосборник 21a и нижний водосборник 21b. Нижняя сторона верхнего водосборника 21a, а также верхняя сторона нижнего водосборника 21b укомплектованы охлаждающими форсунками 23, так что не изображенная здесь горячекатаная полоса может охлаждаться в направлении B ширины. Чтобы дополнительно увеличить охлаждение, в направлении транспортировки друг за другом расположены по семь охлаждающих форсунок (см. фиг.6 справа). Водосборники 21a, 21b имеют боковые опорные лапы 25, при этом опорные лапы 25 нижнего водосборника 21b имеют по одной направляющей поверхности 26. По этим направляющим поверхностям 26 устройство 20 охлаждения клети в направлении B ширины горячекатаной полосы может вдвигаться в не изображенную здесь прокатную клеть. Изображенное устройство 20 охлаждения клети выполнено цельно, при этом верхний и нижний водосборник 21a, 21b соединены друг с другом стойками 27. Охлаждающие форсунки 23 в совокупности через четыре соединительных патрубка 22 снабжаются охлаждающим средством, при этом по два соединительных патрубка 22 снабжают верхний и нижний водосборник 21a, 21b.

На фиг.7 в дополнение изображен вид спереди устройства охлаждения клети с фиг.6. Охлаждающие форсунки 23 обычно снабжаются избыточным давлением от 2 до 5 бар. Интенсивность охлаждения зависима от давления и может настраиваться посредством избыточного давления охлаждающей среды.

На фиг.8 изображена прокатная станина 1, имеющая устройство 20 охлаждения клети, слева на виде сбоку и справа на изображении в сечении. Устройство 20 охлаждения клети с фиг.6 и 7 в смонтированном состоянии опирается на двух направляющих поверхностях 26 нижних опорных лап 26 на направляющие рельсы в прокатной станине 1 или на ответные направляющие подушки 4b нижнего опорного валка и по ним может монтироваться и демонтироваться. Видно, что устройство 20 охлаждения клети расположено между опорными валками 4, то есть на одной линии с опорными валками 4.

На фиг.9a, 9b показано альтернативное фиг.6 и 7 устройство 20 охлаждения клети, которое вместо охлаждающих форсунок имеет охлаждающие щели 24. Так как стальная полоса 50 не охлаждается различным образом в направлении ее B ширины или, соответственно, в направлении T глубины устройства 20 охлаждения клети, достаточно, если верхний и нижний водосборник 21a, 21b имеют только по одному соединительному патрубку 22. Стойки 7 и опорные лапы 25 выполнены как на фиг.6 и 7.

На фиг.10 изображена схема водопровода для снабжения охлаждающим средством прокатной клети 11, имеющей смонтированное устройство 20 охлаждения клети. Питаемый из бака 31 насос 30 представляет собой снабжение охлаждающим средством. Давление охлаждающей среды с помощью клапана 28 регулирования давления снижается с 13 бар до 4 бар, и после прохождения через открытый распределительный клапан 29 и клапаны 32 регулирования протока через соединительные патрубки подводится к верхнему и нижнему водосборнику 21a, 21b. Верхняя и нижняя сторона не изображенной здесь горячекатаной полосы охлаждаются с помощью охлаждающих форсунок 23. В смонтированном состоянии устройства 20 охлаждения клети в прокатной клети 11 распределительные клапаны 29 для подвода охлаждающей среды к охлаждающим головкам для охлаждения рабочих валков закрыты. С энергетической точки зрения было бы выгоднее питать устройство 20 охлаждения клети с помощью отдельного циркуляционного контура охлаждения без снижения давления с помощью клапанов 28 регулирования давления, например, непосредственно давлением от 0,1 до 5 бар. При этом речь идет о типовых давлениях существующих систем охлаждения низкого давления. Альтернативно можно было бы также подключить устройство 20 охлаждения клети непосредственно к существующему снабжению охлаждающим средством прокатной клети без снижения давления.

На фиг.11 схематично изображен монтаж устройства 20 охлаждения клети в прокатных станинах 1 прокатной клети 11. После подъема AGC–цилиндров 3 и подушек 4a для верхнего опорного валка 4 удаляются подушки 5a, 5b для рабочих валков 5, а также рабочие валки 5. После этого устройство 20 охлаждения клети горизонтально в направлении B ширины прокатной клети 11 вдвигается через прокатную станину 1 со стороны обслуживания (здесь изображена справа). Наконец, соединительные патрубки 22 устройства 20 охлаждения клети соединяются со снабжением охлаждающим средством, так что верхняя и нижняя сторона не изображенной горячекатаной полосы охлаждаются с помощью охлаждающих форсунок 23.

На фиг.12 показано схематичное сечение устройства 20 охлаждения клети, имеющего охлаждающие трубы 23a вместо охлаждающих форсунок 23 (см. фиг.6 справа). Охлаждающие трубы 23a обычно работают с избыточным давлением от 0,1 до 1 бар, так что они могут просто реализовывать так называемое ламинарное охлаждение.

Демонтаж устройства 20 охлаждения клети из прокатной станины 1 особо не изображен, так как этапы монтажа просто выполняются в обратной последовательности.

На фиг.13 показано закрытие кромочных областей стальной полосы 50, англ. edge masking. При этом по меньшей мере одна кромочная область стальной полосы 50, на фиг. это четыре кромочные области, закрыты путем вдвигания отводного щитка 33 или желоба между охлаждающими форсунками 23, охлаждающими трубами 23a (см. фиг.12) или, соответственно, охлаждающей щелью 24 (см. фиг.9b) устройства 20 охлаждения клети и поверхностью стальной полосы 50, так что кромочная область не охлаждается. Охлаждающая вода охлаждающих форсунок 23 или, соответственно, охлаждающих труб в направлении ширины стальной полосы 50 отводится наружу. Положение отводного щитка 33 или желоба может точно настраиваться вручную или автоматически (например, с помощью не изображенного исполнительного элемента, который смещает отводной щиток 33 в направлении стрелки), так что переохлаждение кромочных областей надежно предотвращается.

На фиг.14 показано одно из устройств 20 охлаждения клети, альтернативных устройству охлаждения клети фиг.7, в C–образной форме. Так как C–образное устройство 20 охлаждения клети в направлении B ширины на одном конце открыто, устройство 20 охлаждения клети во время текущей работы прокатного стана может просто монтироваться в прокатной клети и снова демонтироваться. Соединительные патрубки 22 верхнего и нижнего водосборника 21a, 21b, охлаждающие форсунки 23, а также направляющие поверхности 26 идентичны фиг.7. Альтернативно направляющим поверхностям устройство 20 охлаждения клети могло бы также иметь колеса для направления по рельсу. Стойки 27 расположены только на одном конце устройства охлаждения клети, например, конце со стороны обслуживания.

Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительных примерах осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалистом могут выводиться отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Прокатная станина

2 Окно станины

3 AGC–цилиндр

4 Опорный валок

4a Подушка для верхнего опорного валка

4b Подушка для нижнего опорного валка

5 Рабочий валок

5a Подушка для верхнего рабочего валка

5b Подушка для нижнего рабочего валка

6 Гибочный блок

7a Верхняя охлаждающая головка промежуточного охлаждения клети

7b Нижняя охлаждающая головка промежуточного охлаждения клети

8a Верхняя охлаждающая головка охлаждения рабочих валков

8b Нижняя охлаждающая головка охлаждения рабочих валков

9 Ролик петлеобразователя

10 Стол прокатной клети

11 Прокатная клеть

12 Рольганг

13 Распределитель охлаждения участка охлаждения

20 Устройство охлаждения клети

21a Верхний водосборник

21b Нижний водосборник

22 Соединительный патрубок

23 Охлаждающая форсунка

23a Охлаждающая труба

24 Охлаждающая щель

25 Опорные лапы

26 Направляющая поверхность

27 Стойка

28 Клапан регулирования давления

29 Распределительный клапан

30 Насос

31 Бак

32 Клапан регулирования протока

33 Отводной щиток

40 Группа клетей прокатного стана

45 Участок охлаждения

50 Стальная полоса

B Направление ширины прокатной станины

C Охлаждаемая область

LC Охлаждаемая область участка охлаждения

NC Неохлаждаемая область

T Направление глубины устройства охлаждения клети

TR Направление транспортировки стальной полосы

Изобретение относится к прокатной клети. Прокатная клеть содержит станину со стороны обслуживания и станину со стороны привода, устройство охлаждения клети для охлаждения стальной полосы. Устройство охлаждения клети выполнено с возможностью установки в прокатной клети через станину со стороны обслуживания. Устройство охлаждения клети содержит нижний водосборник и верхний водосборник. Нижний водосборник и верхний водосборник имеют каждый соединительный патрубок для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении глубины устройства охлаждения клети охлаждающих форсунок. Нижний и верхний водосборники могут через соответствующий соединительный патрубок снабжаться охлаждающим средством. С помощью охлаждающих форсунок нижнего водосборника может охлаждаться нижняя сторона стальной полосы. Верхняя сторона стальной полосы может охлаждаться с помощью охлаждающих форсунок верхнего водосборника. В результате уменьшается промежуток времени между последним проходом прокатки при горячей прокатке и началом охлаждения полосы без необходимости удалять из прокатного стана перед производством толстых полос одну или несколько прокатных клетей или, соответственно, перед последующим производством тонких полос снова монтировать удаленные прокатные клети. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Прокатная клеть (11), имеющая станину (1) со стороны обслуживания и станину со стороны привода,

– при этом прокатная клеть (11) имеет устройство (20) охлаждения клети для охлаждения стальной полосы (50);

– причем это устройство (20) охлаждения клети выполнено с такими размерами, что оно может монтироваться в прокатной клети (11) через станину (1) со стороны обслуживания;

– при этом устройство (20) охлаждения клети включает в себя нижний водосборник (21b) и верхний водосборник (21a);

причем этот нижний водосборник (21b) и этот верхний водосборник (21a) имеют каждый соединительный патрубок (22) для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающих форсунок (23) или охлаждающих труб (23a) или по меньшей мере одну проходящую в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающую щель (24), так что нижний и верхний водосборники (21b, 21a) могут через соответствующий соединительный патрубок (22) снабжаться охлаждающим средством и могут охлаждаться нижняя сторона стальной полосы (50) с помощью охлаждающих форсунок (23) или охлаждающих труб (23a) или охлаждающей щели (24) нижнего водосборника (21b), а верхняя сторона стальной полосы (50) с помощью охлаждающих форсунок (23) или охлаждающих труб (23a) или охлаждающей щели (24) верхнего водосборника (21a).

2. Прокатная клеть (11) по п.1, отличающаяся тем, что устройство (20) охлаждения клети имеет по меньшей мере две направляющие поверхности (26), причем эти направляющие поверхности (26) соединены с нижним водосборником (21b) или верхним водосборником (21a), так что устройство (20) охлаждения клети в направлении (B) ширины прокатной клети (11) может вдвигаться в прокатную клеть (11).

3. Прокатная клеть (11) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство (20) охлаждения клети выполнено за одно целое, при этом нижний и верхний водосборники (21b, 21a) соединены друг с другом стойками (27).

4. Прокатная клеть (11) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство (20) охлаждения клети выполнено по меньшей мере из двух частей, при этом нижний и верхний водосборники (21b, 21a) имеют по две направляющие поверхности (26).

5. Прокатная клеть (11) по одному из пп.1–4, отличающаяся тем, что нижний водосборник (21b) и/или верхний водосборник (21a) имеют по две боковые опорные лапы (25), причем эти опорные лапы (25) имеют по направляющей поверхности (26).

6. Прокатная клеть (11) по одному из пп.1–4, отличающаяся тем, что нижний водосборник (21b) и верхний водосборник (21a) имеют по одному первому и одному второму соединительному патрубку (22), так что краевые области стальной полосы (50) с помощью соответствующего первого соединительного патрубка (22), а центральная область стальной полосы (50) с помощью соответствующего второго соединительного патрубка (22) могут охлаждаться с различной интенсивностью.

7. Прокатная клеть (11) по одному из пп.1–6, отличающаяся тем, что прокатная клеть (11) имеет опорные валки (4) и что устройство (20) охлаждения клети в смонтированном в прокатной клети (11) состоянии расположено между опорными валками (4) прокатной клети (11).

8. Прокатная клеть (11) по одному из пп.1–7, отличающаяся тем, что она содержит рабочие валки (5) и подушки (5a, 5b) для рабочих валков (5), выполненные с такими размерами, что после демонтажа устройства (20) охлаждения клети из прокатной клети (11) они могут монтироваться в прокатной клети (11) через прокатную станину (1) со стороны обслуживания прокатной клети (11).

9. Способ монтажа устройства (20) охлаждения клети для охлаждения стальной полосы (50) в прокатной клети (11) группы клетей прокатного стана, при этом прокатная клеть (11) содержит рабочие валки (5) и подушки (5a, 5b) для рабочих валков (5), причем устройство (20) охлаждения клети включает в себя нижний водосборник (21b) и верхний водосборник (21a), причем этот нижний водосборник (21b) и этот верхний водосборник (21a) имеют каждый соединительный патрубок (22) для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающих форсунок (23) или охлаждающих труб (23a) или по меньшей мере одну проходящую в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающую щель (24), имеющий этапы на которых:

– удаляют подушки (5a, 5b) и верхнего и нижнего рабочего валка (5) из прокатной клети (11);

– монтируют устройства (20) охлаждения клети в прокатной клети (11), при этом устройство (20) охлаждения клети вводят горизонтально в направлении (B) ширины прокатной клети (11) через прокатную станину (1) со стороны обслуживания; и

– соединяют соединительные патрубки (22) верхнего и нижнего водосборника (21b, 21a) со снабжением охлаждающим средством, так чтобы нижняя и верхняя сторона стальной полосы (50) могли охлаждаться охлаждающим средством через охлаждающие форсунки (23) или охлаждающие трубы (23a) или охлаждающую щель (24) нижнего водосборника (21b) и верхнего водосборника (21a).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что монтаж устройства (20) охлаждения клети осуществляют во время текущей работы группы (40) клетей прокатного стана или во время перерыва в работе группы (40) клетей прокатного стана.

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный патрубок (22) снабжают охлаждающим средством под давлением от 2 до 5 бар.

12. Способ по одному из пп.9–11, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный патрубок (22) снабжают охлаждающим средством под давлением от 0,1 до 1 бар.

13. Способ прокатки стальных полос в группе (40) клетей прокатного стана, которая имеет несколько прокатных клетей (11), при этом прокатные клети (11) содержат рабочие валки (5) и подушки (5a, 5b) для рабочих валков (5), включающий в себя этапы, на которых:

– выполняют горячую прокатку первой стальной полосы по меньшей мере в двух прокатных клетях группы (40) клетей прокатного стана;

– охлаждают первую стальную полосу на участке (45) охлаждения;

– выводят охлажденную первую стальную полосу;

– монтируют устройство (20) охлаждения клети в соответствии со способом по одному из пп.9–12;

– выполняют горячую прокатку второй стальной полосы по меньшей мере в одной прокатной клети группы (40) клетей прокатного стана;

– охлаждают вторую стальную полосу по меньшей мере в одной прокатной клети (11) группы клетей прокатного стана посредством устройства (20) охлаждения клети;

– охлаждают охлажденную вторую стальную полосу на участке (45) охлаждения;

– выводят охлажденную вторую стальную полосу.

14. Способ демонтажа устройства (20) охлаждения прокатной клети для охлаждения стальной полосы (50) из прокатной клети (11) группы клетей прокатного стана, причем это устройство (20) охлаждения клети включает в себя нижний водосборник (21b) и верхний водосборник (21a), причем этот нижний водосборник (21b) и этот верхний водосборник (21a) имеют каждый соединительный патрубок (22) для охлаждающего средства и несколько расположенных в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающих форсунок (23) или охлаждающих труб (23a) или по меньшей мере одну проходящую в направлении (T) глубины устройства (20) охлаждения клети охлаждающую щель (24), имеющий этапы, на которых:

– отсоединяют соединительные патрубки (22) верхнего и нижнего водосборников (21b, 21a) от снабжения охлаждающим средством;

– демонтируют устройства (20) охлаждения клети из прокатной клети (11), при этом устройство (20) охлаждения клети горизонтально в направлении (B) ширины прокатной клети выводят из прокатной станины (1) со стороны обслуживания;

– монтируют подушки (5a, 5b) и верхнего и нижнего рабочего валка (5) в прокатной клети (11).

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что демонтаж устройства (20) охлаждения клети осуществляют во время текущей работы группы (40) клетей прокатного стана или во время перерыва в работе группы (40) клетей прокатного стана.