Способ производства рулонов заданной длины Российский патент 2023 года по МПК B21B1/22 B21B39/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способу производства рулонов заданной длины.

Известен способ холодной прокатки, включающий прокатку рулона в черновой и чистовой группах клетей, после которой производят отрезку проката летучими ножницами и дальнейшую смотку проката в рулон (RU 2 647 415, МПК B21B 1/22, опубл. 15.03.2018).

Недостатком аналога является низкая производительность способа прокатки, вызванная, в случае необходимости получения рулона заданной длины тем, что деление проката производится после группы чистовых клетей, что либо приводит к необходимости сильно снижать скорость после чистовой группы клетей для осуществления деления проката на отрезки заданной перед смоткой в рулон, либо к необходимости нарезания перед нагревом слябов на отрезки заданной длины, что приводит к недоиспользованию пространства печи, в которой производят нагрев слябов. То есть, и в том и в другом случае, для получения качественного проката снижается производительность работы.

Наиболее близким аналогом является способ производства горячекатаных полос, включающий прокатку сляба в черновой группе: переднюю часть выдаваемого на промежуточный рольганг раската пропускают через устройство, предварительно установленное непосредственно за последней клетью черновой группы, и перемещают со скоростью выхода Vr по рольгангу до летучих ножниц. В момент подхода переднего конца раската к летучим ножницам начинают намотку первого участка раската в промежуточный рулон с окружной скоростью намотки Vн (Vr-Vвх)/2 (где Vвх скорость входа в чистовую группу) в устройство с одновременным перемещением рулона со скоростью Tp (Vr + Vвх)/2 в направлении прокатки. Одновременно с намоткой первого участка в рулон и перемещением рулона передний конец раската обрезают в летучих ножницах и прокатывают в чистовой группе клетей в полосу. После подхода тележки с рулоном к летучим ножницам намотку первого участка завершают, валки клетей черновой группы разводят, высвобождая из них раскат, и начинают размотку из рулона первого участка со скоростью Vвх путем реверса барабана, тянущих роликов и роликов рольгангов. При этом в процессе размотки переднюю часть разматываемого участка раската задают в чистовую группу и прокатывают в ней в полосу, а заднюю часть этого участка перемещают в направлении, противоположном направлению прокатки, размещая не только на промежуточном рольганге, но и в межклетьевых промежутках черновой группы (RU 2 044 580, МПК B21B 1/26, опубл. 27.09.1995).

Недостатком наиболее близкого аналога является низкая технологичность способа прокатки, что вызвано сложностью осуществления процесса прокатки, так как перед чистовой группой клетей производят промежуточную смотку подката в рулон, одновременно с этим производя деления конца подката, этим же снижена производительность способа, так как промежуточные операции делают процесс прокатки более длительным, а также не предусмотрено деление проката на отрезки заданной длины, в случае необходимости получения необходимости получения рулона заданной длины, что приводит к необходимости нарезания перед нагревом слябов на отрезки заданной длины, как следствие, к недоиспользованию пространства печи в которой производят нагрев слябов, то есть для получения качественного проката снижается производительность работы.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание технологичного способа производства рулонов с качественным прокатом, не усложняющего и не затормаживающего производственного цикла, при реализации заказов на поставку рулонов заданной длины.

Задачей заявляемого изобретение является создание технологичного способа производства рулонов заданной длины, обеспечивающего производительность способа, посредством заполнение полного пространства оборудования, расположенного до прокатных клетей, при обработке заготовки и предотвращение снижения скорости движения проката на выходе из чистовой группы клетей с получением качественного проката.

Технический результат заключается в повышении технологичности способа производства рулонов заданной длины.

Указанный технический результат достигается тем, что способ производства рулонов заданной длины включает прокатку заготовки в черновой и чистовой группах клетей, дальнейшую смотку проката в рулон, согласно изобретению, деление подката на отрезки заданной длины производят между черновой и чистовой группами клетей, при этом скорость проката после чистовой группы клетей в 1,5…25 раз превышает скорость подката после деления.

В частности, деление подката на отрезки заданной длины производят операцией отрезки, например, летучими ножницами.

В частности, скорость проката после чистовой группы клетей в 1,2…2,5 раз превышает скорость подката на входе в чистовую группу клетей.

В частности, заготовка представляет собой сляб.

В частности, толщина заготовки до 315 мм.

В частности, изменение толщины проката до 1 мм обратно пропорционально изменению скорости прокатки в чистовой группе клетей до 0,3-1,4 м/с.

В частности, перед прокаткой заготовку нагревают.

В частности, температура начала черновой прокатки находится в диапазоне 1150-1300°С.

В частности, температура конца черновой прокатки находится в диапазоне 1050-1150°С.

В частности, черновую прокатку заготовки производят в подкаты толщиной, кратной 1,5…25 толщине готового проката.

В частности, между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производят замедление подката.

В частности, между черновой и чистовой группами клетей скорость движения подката замедляют с помощью рольганга.

В частности, скорость подката после черновой группы клетей в 2…8 раз превышает скорость подката после деления.

В частности, между черновой и чистовой группами клетей производят деление концов подката, в частности, заднего и переднего концов.

В частности, скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляет от 0,6 до 3,0 м/с.

В частности, скорость проката после чистовой группы клетей до 25 м/с.

В частности, скорость смотки проката в рулон соответствует скорости проката после чистовой группы клетей.

В частности, смотку в рулоны производят проката заданной длины.

В частности, длина заготовки, загружаемой в оборудование, расположенное перед прокатными клетями, соответствует ширине и длине указанного оборудования, длина заготовки может быть до 15 м, при необходимости, более указанного, в зависимости от габаритных размеров оборудования.

В частности, длина загружаемого в печь сляба соответствует ширине и длине нагревательной печи, в частности, длина сляба может быть до 15 м, при необходимости, более указанного, в зависимости от габаритных размеров печи для нагрева сляба.

В частности, в момент деления подката на отрезки заданной длины производят остановку подката на время, достаточное для выполнения операции по делению подката, предпочтительно не превышающее 7 секунд для обеспечения дополнительного качества проката и технологичности способа.

Способ производства рулонов заданной длины включает прокатку заготовки в черновой и чистовой группах клетей, дальнейшую смотку проката в рулон, при этом деление подката на отрезки заданной длины производят между черновой и чистовой группами клетей. В частности заготовкой является сляб, а перед прокаткой производится его нагрев в нагревательной печи.

Благодаря делению подката между черновой и чистовой группами клетей удалось в полной мере использовать пространство оборудования, в котором производятся предварительные до прокатки операции над заготовкой, например, пространство нагревательной печи для слябов и избежать нарезания слябов перед указанным оборудованием, что до этого вызывало загрузку в оборудование коротких нарезанных заготовок и работу части оборудования в пустую из-за недозагрузки/недозаполнения. Длина загружаемой заготовки соответствует (равна или примерно равна) ширине и длине оборудования, в котором заготовка находится или обрабатывается перед прокаткой, например, нагревательной печи, длина заготовки может быть, например, до 15 м, при необходимости, более указанного, в зависимости от габаритных размеров оборудования, в котором производятся предварительные до прокатки операции, например, печи для нагрева сляба, чем повышена производительность процесса прокатки, обеспечена смотка в рулоны проката заданной длины, исключена работа оборудования в пустую, при этом без введения дополнительных операций и без потери в качестве проката, то есть способ является более технологичным.

Это решение позволило избежать деления проката на отрезки заданной длины после чистовой группы клетей, что вызвало бы необходимость либо дополнительного замедления высокой скорости проката после чистовой группы клети для осуществления его деления на отрезки заданной длины, либо, чтобы избежать описанное снижение скорости, вызвало бы необходимость введения дополнительной операции по размотке и смотке готового рулона, и производить деление проката на отрезки заданной длины после дополнительной размотки, только после которой была бы произведена смотка проката в рулоны заданной длины. Способом обеспечена высокая скорость выхода проката из группы чистовых клетей, которая достигает значения до 25 м/с, при этом скорость смотки проката в рулон соответствует (равна или примерно равна) скорости проката после чистовой группы клетей, чем повышена производительность процесса прокатки, обеспечена смотка в рулоны проката заданной длины, предотвращено снижение скорости на выходе из чистовой группы клетей, при этом без введения дополнительных операций и без потери в качестве проката, то есть способ является более технологичным. Дополнительно между черновой и чистовой группами клетей производят отрезку концов подката, в частности, заднего и переднего концов, а деление проката на отрезки заданной длины производят посредством отрезки, например, летучими ножницами, что повышает качество готового проката, при этом без дополнительных трудовых и временных затрат на произведения этой операции, что дополнительно повышает технологичности заявленного способа.

Скорость проката после чистовой группы клетей в 1,5…25 раз превышает скорость подката после деления, что необходимо для обеспечения технологичности заявленного способа, выраженной в возможности произведения необходимых для прокатки операций без потери качества проката, без потери производительности процесса и без введения дополнительных операций. Предел менее 1,5 отношения скорости проката после чистовой группы клетей к скорости подката после деления замедляет процесс прокатки, что снижает производительность работы цеха прокатки и технологичность способа, предел более 25 отношения скорости проката после чистовой группы клетей к скорости подката после деления на отрезки заданной длина делает процесс прокатки слишком быстрым, что может привести к повреждению работающего оборудования, отрицательно сказывается на качестве готового проката и делает способ менее технологичным.

Рекомендованная температура начала черновой прокатки находится в диапазоне 1150-1300°С, а температура конца черновой прокатки находится в диапазоне 1050-1150°С. При температуре нагрева заготовки свыше 1300°C и температуре конца черновой прокатки, превышающей 1150°С, в металле происходит рост аустентного зерна, который не способствует получению структуры готового проката, гарантирующей весь комплекс свойств. При нагреве менее 1150°C заготовка недостаточно нагревается, что приводит к температуре конца черновой прокатки, менее 900°С, а далее к повышенной неоднородности конечной микроструктуры и, как следствие, к неравномерности механических свойств в прокате, а также может повредить технологическое оборудование, что снизит технологичность способа.

Толщина заготовки может быть различной, например, до 315 мм, как и толщина готового проката, которая может находиться в диапазоне 1-25 мм, в связи с чем толщины подката на выходе из черновой группы клетей должна контролироваться и быть в зависимости от толщины готового проката. Поэтому, черновую прокатку заготовки производят в подкаты толщиной, кратной 1,5…25 толщине готового проката. При выполнении толщины подкатов, кратной, менее 1,5 толщине готового проката может произойти повреждении черновой группы клетей или чрезмерное истончение готового проката на выходе из чистовой группы клетей, а при выполнении толщины подкатов, кратной менее 25 толщины готового проката, может произойти повреждения чистовой группы клетей, низкой скорости на выходе из них или неполучение проката заданной толщины, что снизит технологичность заявленного способа.

Вместе с этим, скорость в чистовой группе клетей контролируется, причем контроль осуществлен в зависимости от толщины готового проката, что определяется созданием равновесия между качеством готового проката, обеспечению производительности работы оборудования без его повреждения для создания технологичного способа прокатки. Изменение толщины проката до 1 мм обратно пропорционально изменению скорости прокатки в чистовой группе клетей до 0,3-1,4 м/с.

Изменение скорости прокатки в чистовой группе клетей в меньшую сторону менее 0,3 м/с, при изменении толщины готового проката до 1 мм в большую сторону, или изменение скорости прокатки в чистовой группе клетей в большую сторону более 1,4 м/с, при изменении толщины готового проката до 1 мм в меньшую сторону, приведет к недостаточной планшетности проката и возможному повреждению оборудования.

Изменение скорости прокатки в чистовой группе клетей в большую сторону менее 0,3 м/с, при изменении толщины готового проката до 1 мм в меньшую сторону, или изменение скорости прокатки в чистовой группе клетей в меньшую сторону более 1,4 м/с, при изменении толщины готового проката до 1 мм в большую сторону, приведет к недостаточной скорости работы оборудования, что снизит его производительности. Выход за диапазоны может вызвать снижение технологичности способа.

Между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производят замедление подката, чтобы обеспечить наибольшую эффективность операции деления и повышения технологичности способа. Замедление может быть произведено посредством рольганга, установленного после черновой группы клетей и перед ножницами для деления. Скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляет от 0,6 до 3,0 м/с. Предел скорости подката после его деления менее 0,6 м/с приводит к снижению производительности процесса прокатки, а предел скорости более 3,0 м/с может привести к повреждению оборудования, производящего деление проката, что хуже к повреждению самого проката в процессе деления, что после может привести к повреждению группы чистовых клетей, соответственно технологичность заявленного способа будет снижена.

Для обеспечения технологичности способа скорость подката после черновой группы клетей в 2…8 раз превышает скорость подката после деления, а скорость проката после чистовой группы клетей в 1,2…2,5 раз превышает скорость подката на входе в чистовую группу клетей.

Предел отношения скорости подката после черновой группы клетей к скорости подката после деления менее 2 и предел отношения скорости проката после чистовой группы клетей к скорости подката на входе в чистовую группу клетей менее 1,2 приводит к снижению производительности процесса прокатки, что вызвано низкой скоростью прохождения проката, а предел отношения скорости подката после черновой группы клетей к скорости подката после деления более 8 и предел отношения скорости проката после чистовой группы клетей к скорости подката на входе в чистовую группу клетей более 2,5 может привести к повреждению проката, как следствие, к повреждению группы чистовых клетей, соответственно технологичность заявленного способа будет снижена.

В момент деления подката на отрезки заданной длины производят остановку подката на время, достаточное для выполнения операции по делению подката, предпочтительно не превышающее 7 секунд для обеспечения дополнительного качества проката и технологичности способа. Время остановки подката, превышающее 7 секунд достаточно для осуществления деления подката с получением качественной линией деления, а предел указанного времени свыше 7 секунд не обеспечивает дополнительной точно делений и снижает производительность процесса производства рулонов заданной длины, то есть может снизить технологичность способа. Следует понимать, что после деления подкат, в случае его остановки в момент деления, начинают разгонять, в этом случае для определения, заявленных в изобретении скоростных режимов берется скорость подката после приведения его в движение.

Примером реализации является способ производства рулонов заданной длины, который включает: нагрев заготовки, являющейся слябом, длина которого равна внутренней длине нагревательной печи, его прокатку в черновой группе клетей, при этом температура начала черновой прокатки равна 1150°С, а температура конца черновой прокатки равна 1050°С. Толщина готового проката задана 1 мм, черновую прокатку слябов производили в подкаты толщиной, кратной 25 толщине готового проката. Между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производили замедление подката и его остановку на 2 секунды, далее производили отрезку концов подката и его деление на отрезки заданной длины посредством отрезки летучими ножницами. После этого подкат приводили в движение, посредством движение стана, причем скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляла 1,0 м/с, при этом скорость подката после черновой группы клетей в 8 раз превысила скорость подката после деления. После этого производили прокатку в чистовой группе клетей, скорость проката после чистовой группы клетей в 25 раз превысила скорость подката после деления, и скорость проката после чистовой группы клетей в 2,5 раз превысила скорость подката на входе в чистовую группу клетей и составила 25 м/с. Далее производили смотку проката заданной длины в рулон, при этом скорость смотки проката в рулон была равна скорости проката после чистовой группы клетей. После готовый рулон был поставлен потребителю.

Примером реализации является способ производства рулонов заданной длины, который включает нагрев заготовки, являющейся слябом, длина которого практически равна (незначительно меньше) внутренней длине нагревательной печи, его прокатку в черновой группе клетей, при этом температура начала черновой прокатки равна 1225°С, а температура конца черновой прокатки равна 1125°С. Толщина готового проката задана 11 мм, черновую прокатку слябов производили в подкаты толщиной, кратной 13 толщине готового проката. Между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производили замедление подката, далее производили отрезку концов подката и его деления на отрезки заданной длины посредством отрезки летучими ножницами. Скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляла 3,0 м/с, при этом скорость подката после черновой группы клетей в 4 раз превысила скорость подката после деления. После этого производили прокатку в чистовой группе клетей, скорость проката после чистовой группы клетей в 4,5 раза превысила скорость подката после деления, и скорость проката после чистовой группы клетей в 1,8 раз превысила скорость подката на входе в чистовую группу клетей. При этом изменение толщины проката до 1 мм обратно пропорционально изменению скорости прокатки в чистовой группе клетей до 0,3-1,4 м/с, соответственно увеличение толщины проката относительного предыдущего примера составило 10 мм, то есть скорость прокатки на выходе из группы чистовых клетей должна быть уменьшена на величину, находящуюся в диапазоне 3,0-14,0 м/с, в соответствии с чем скорость на выходе из чистовой группы клетей составила 13,5 м/с. Далее производили смотку проката заданной длины в рулон, при этом скорость смотки проката в рулон была равна скорости проката после чистовой группы клетей. После готовый рулон был поставлен потребителю.

Примером реализации является способ производства рулонов заданной длины, который включает нагрев заготовки, являющейся слябом, длина которого равна внутренней длине нагревательной печи, его прокатку в черновой группе клетей, при этом температура начала черновой прокатки равна 1300°С, а температура конца черновой прокатки равна 1150°С. Толщина готового проката задана 25 мм, черновую прокатку слябов производили в подкаты толщиной, кратной 1,5 толщине готового проката. Между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производили замедление подката, далее производили отрезку концов подката и его деления на отрезки заданной длины посредством отрезки летучими ножницами. Скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляла 2,0 м/с, при этом скорость подката после черновой группы клетей в 2 раза превысила скорость подката после отрезки. После этого производили прокатку в чистовой группе клетей, скорость проката после чистовой группы клетей в 1,5 раза превысила скорость подката после отрезки, и скорость проката после чистовой группы клетей в 1,2 раз превысила скорость подката на входе в чистовую группу клетей. При этом изменение толщины проката до 1 мм обратно пропорционально изменению скорости прокатки в чистовой группе клетей до 0,3-1,4 м/с, соответственно увеличение толщины проката относительного предыдущего примера составило 15 мм, то есть скорость прокатки на выходе из группы чистовых клетей должна быть уменьшена на величину, находящуюся в диапазоне 4,5-21,0 м/с, в соответствии с чем скорость на выходе из чистовой группы клетей составила 3 м/с. Далее производили смотку проката заданной длины в рулон, при этом скорость смотки проката в рулон была равна скорости проката после чистовой группы клетей. После готовый рулон был поставлен потребителю.

Таким образом, предлагаемый способ производства рулонов заданной длины обеспечивает производительность работы оборудования, работников и цеха в целом, избегая применения оборудования в неполной мере и без введения дополнительного трудоемкого оборудования и усложнения процесса изготовления проката. Предложенный способ обеспечивает высокий темп производства проката и не повреждает задействованное в процессе изготовления оборудования, при этом на выходе получается готовый рулон с высоким качеством проката заданной для поставки длины.

Изобретение относится к производству рулонов заданной длины. Осуществляют прокатку заготовки в черновой и чистовой группах клетей и дальнейшую смотку проката в рулон. Между черновой и чистовой группами клетей производят деление подката на отрезки заданной длины. Скорость проката после чистовой группы клетей в 1,5-25 раз превышает скорость подката после деления. В результате предотвращается снижение скорости движения проката на выходе из чистовой группы клетей с получением качественного проката. 12 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ производства рулонов заданной длины, включающий прокатку заготовки в черновой и чистовой группах клетей, дальнейшую смотку проката в рулон, отличающийся тем, что

производят деление подката на отрезки заданной длины между черновой и чистовой группами клетей,

при этом скорость проката после чистовой группы клетей в 1,5-25 раз превышает скорость подката после деления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют оборудование, расположенное до указанных клетей, при этом длина заготовки, загружаемой в упомянутое оборудование, расположенное до клетей, соответствует длине оборудования.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед прокаткой заготовку, представляющую собой сляб, нагревают, при этом температура начала черновой прокатки находится в диапазоне 1150-1300°С, а температура конца черновой прокатки находится в диапазоне 1050-1150°С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что черновую прокатку заготовок производят в подкаты толщиной, кратной 1,5-25 толщине готового проката.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между черновой и чистовой группами клетей производят отрезку концов подката.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость подката после его деления на отрезки заданной длины составляет от 0,6 до 3,0 м/с.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость подката после черновой группы клетей в 2-8 раз превышает скорость подката после отрезки.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость проката после чистовой группы клетей равна до 25 м/с.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость проката после чистовой группы клетей в 1,2-2,5 раз превышает скорость подката на входе в чистовую группу клетей.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение толщины проката до 1 мм обратно пропорционально изменению скорости прокатки в чистовой группе клетей до 0,3-1,4 м/с.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что деление подката на отрезки заданной длины производят посредством отрезки.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между черновой и чистовой группами клетей перед делением подката на отрезки заданной длины производят замедление подката

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что деление подката на отрезки заданной длины производят после его замедления в момент остановки подката на время остановки не превышающее 7 секунд.