Способ охлаждения прокатных валков в процессе прокатки Советский патент 1986 года по МПК B21B27/10 

1

IIpe;v7araeMoe изобретение относится к прокатному производству, в частности к охлаждению рабочих валков станов горячей прокатки, а также мо- жет быть использована на станах холодной прокатки. ,

Целью изобретения является улучшение качества проката и повьшение стойкости валков.

На чертеже изображена схема подачи охладителя на валки и полосу,

Рабочие валки 1 контактируют в очаге деформации с полосой 2, На вы- хо де из него на рабочий валок 1 по- Дают охладитель 3, со стороны входа металла в очаг деформации на рабо-. чий валок .- охладитель 4 и непосредственно перед контактом с металлом - охладитель 5. Отдельно на полосу подают ох.падитель 6. Углы подачи охладителя 5 и 6 на поверхность валков и полосы в зонах различны, уменьшаясь по длине зоны подачи в направлении очага деформации, с соотношением углов в начале зоны охлаждения и у очага деформации (1,4-3,0):1, причем размер зоны теплообмена устанавливают равным ипи меньшим 5 длин дуги захвата на полосе 2 и f/2 на валке 1, а начало зоны подачи охладителя на поверхность полосы 2 приближают, а на валке 1 пропорционально удаляют от очага деформации при уменьшении толщины полосы 2.

Дополнительная подача охладителя на поверхность валков со стороны входа и непосредственно вплоть до очага деформации позволяет избежать разогрева их поверхности от внутренних слоев валка. Б результате происходит существенное понижение температуры поверхности валка на входе в очаг деформации, что обеспечивает понижение максимальной температуры на его выходе без существенного уменьшения минимальной температуры.

Тештосъем валка в начале этой зоны достаточно велик, далее по зоне в силу уменьшения температурного напора теплосъем уменьшается и охладитель можно подавать под незначительным углом к поверхности валка. Это позволяет не только охлаждать их, но и сохранить достаточную энергию охладителя для отвода тепла с полосы на входе в очаг деформации.

Помимо охладителя, отраженного от поверхности валка, на полосу от5

272752

дельно подают охладитель. Так как на полосе и валке необходим в начале зоны охлаждения интенсивный теплосъем, то предпочтение отдают.на- 1J чальным углам подачи, равным или близким к ТГ /2 ,

Уменьшение угла подачи охладителя по длине зоны теплообмена на поверхности полосы и валка с соотно10 шением между углом подачи в начале зоны и у очага деформации (1,4 - 3,0) :1 позволяет направить охладитель по направлению их движения,что обеспечит увеличение плотности шения5 а следовательно, и интенсивности теплообмена по мере приближе- ния- к очагу деформации, причем зона охлаждения бу;о ,ет продлена до самого очага деформации.

Приблшкение начала зоны подачи охладителя на поверхность полосы к очагу деформации и пропорциональное удаление соответствующей зоны на валке при уменьшении толщины полосы обеспечивает стабилизацию величины поступления тепла в валки без переохлаждения массы полосы за счет уменьшения съема тепла с полосы и увеличения с валка.

- Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при соотношении углов подачи охладителя в начале зоны . охлалсдения и у очага деформации меньше 1,4. Охладитель после первоначаль5 ного конта.кта покидает зону теплообмена, что приводит к невыполнению поставленной цели. При увеличении соотношения углов подачи охладителя более 1,4 доля его, вовлеченная в

0 движение вдоль зоны теплообмена к

очагу деформации, возрастает, что приводит к возрастанию теплосъема и достигает максимума при. соотношении 2,5- ЗдО. При дальнейшем увеличении соот ношения углов подачи охладителя интенсивность теплосъема уменьшается, так как в этом случае охладитель, попадая под малым углом атаки, не способен обеспечить дальнейший раз0 гон пленки охладителя в результате чего возрастает ее толщина, что препятствует теплосъему.

При размере зоны теплообмена на полосе более 5 длин дуги захвата уве5 личивается переохлаждение массы полосы,, так как возрастает толщина под- стуженного слоя металла, что однако не оказывает существенного влияния

на поступление тепла в валки, вызывая увеличение усилия прокатки и по- вьшюнный износ валков. При размере зоны теплообмена на валки более /2 подстуживание поверхностного слоя валка практически не увеличивается, а охладитель используется неэффек- тивно.

Способ охлаждения прокатных валков осуществляют следующим образом.

По мере входа участка поверхности рабочего валка 1 в контакт с полосой 2 температура его быстро возрастает в результате контактного теплообмена с горячей полосой и ряда других процессов, достигает к выходу из очага деформации величины 600 °С и вьше, После выхода из очага деформации это тепло отводится вовнутрь валка 1, где температура ниже, в результате температура его поверхности на входе в зону основного охлаждения ям., куда подают охладитель 3, составляет 200 - . Благодаря теплоотводу к охладителю 3 в конце этой зоны темпера- тура составляет 80-100°С. После выхода из этой зоны в результате разогрева от подповерхностных слоев температура на поверхности валка 1 повышается и на входе в зону охлаждения , куда подают охладитель 4, составляет 150°С.

Со стороны входа валка в очаг деформации охладитель подают на его поверхность в три зоны.

В зону охлаждения на дуге DL, соответствующей центральному углу Ч ,

ОХ Л

подают охладитель 4, Угол подачи охладителя 4 (угол между струей и касательной к поверхности валка 1) составляет в начале зоны (точка D) величину Q, а в конце зоны (точка L) величину Q . Эти углы в зоне подачи охладителя 4 разнятся мало и близки к ТТ /2.

В зону дополнительного охлажде- . НИЛ валка на дуге MN, соответствующей центральному углу Ч г- подают

охладитель 5. Угол подачи охладителя 5 составляет в начале зоны (точ- ка М) величину Q и уменьшается по длине зоны (от точки М к N) в конце зоны (точка N) он составляет величину Q, которая связана с Q| соотношением Q (1,А - 3,0). .

В зону охлаждения раската на участке РК, длиной д, подают охладитель 6. Угол подачи охладителя 6

с

ю

15 2 о 5

0

5

0

5

0

(угол между струей и поверхностью полосы 2) составляет в начале зоны (точка Р) величину Q , уменьшается по длине зоны (от точки Р и К), в конце зоны (точка К) он составляет величину Q , которая связана с Q соотношением (1,4 - 3,0)Q .

Охладители 4, 5 и 6 подаются в различные зоны валка 1 и полосы 2, где они выполняют различные функции.. На дуге DL охладитель 4 также, как и охладитель 3 на дуге ВС, осу-- ществляет основной отвод тепла от валка 1, которое он получает в очаге деформации от полосы 2, обеспечивая квазистационаркый режим его работы..

Подача дополнительного охладителя 5 на дуге валка 1 Ш призвана обеспечить поддержание температуры поверхности валка 1 после, выхода из . зоны охлаждения на дуге DL до входа в очаг деформации на постоянном уровне.

Подача охладителя 6 на полосу 2 на участке РК призвано обеспечить подстуживание тонкого поверхностного слоя полосы 2 перед входом в очаг деформации.

Охладители 5 и 6, подаваемые на дуге Ш и участке РК, обеспечивают в начале зоны охлаждения высокоинтенсивное охлаждение, поэтому начальный угол подачи охладителя Q и Q устанавливают близким к /2. Дпя увеличения интенсивности теплосъема по длине зоны угол подачи струй охладителя уменьшают по мере приближения к очагу деформации, причем конечный угол подачи охладителя менее if /3 и более F/6. Благодаря этому уменьшению углов подачи охладители 5 и 6 не покидают поверхность теплообмена после первичного контакта, а вовлекаются в движение вдоль валка и по- лосы.

При смене сортамента, когда толщина полосы 2 в клети уменьшается во избежание ее переохлаждения, охладитель 6 направляют на полосу 2, .приближая начало зоны теплообмена охл. п. к очагу деформации, что обуславливает (при постоянстве общего расхода охладителя, подаваемого на полосу) увеличение плотности орошения, а следовательно, и удельного теплосъема. Однако суммарное понижение температуры поверхности полосы 2 на входе . в очаг деформации уменьшается и соответствующим образом увеличивается поступление тепла в валки 1 и их максимальная температура. Это может обусловить повьшен- ный износ рабочих валков 1 и нестабильность их теплового профиля, что отрицательно скажется на качестве полосы 2. Для исключения этик последствий одновременно с изменением, условий подачи охладителя 6 на полосу пропорционально изменяют условия подачи охладителя 4 и 5 на рабочий валок 1, удаляя начало зоны теплообмена +%,,л.с5 но не более 1/2. , П-р и м е р. Полосу 6,0)1220 мм прокатывают в чистовой .группе широкополосного стана 2000 из раската толщиной 40 мм с температурой 1020 С Обжатие в 7-й клети составляет 29%, длина дуги захвата - 0,08 м, а скорость прокатки - 2,2 м/с. В клеть йавалены рабочие валки диаметром 0,8 м. На выходе из очага деформации и со стороны входа валки охлаждают, подавая на них воду из спрейер ных коллекторов.На расстоянии IT/6 от входа валка в очаг деформации поверхность валков подетуживается в результате подачи воды, одновременно подетуживается и полоса, начиная с расстояния трех длин дуги захвата ( 0,25 м), Охладительные валки и полосу, подают из специального коллектора, параллельного оси валка,снабженного двумя рядами плоскоструйных сопел, один из которых направлен на валок, а второй - на полосу. Угол подачи охладителя уменьшают по длине Зоны теплообмена с соотношением между углом подачи в начале зоны охлаж Составитель М.Реутова Редактор Н.Слободяник Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Заказ 2242/8 Тираж 518Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

5

0

5

дения и у очага деформации 2,0, причем начальньш угол подачи охладителя на полосе составляет 75°а на валке - 30. В результате в момент выхода из зоны охлаждения непосредственно на входе в очаг деформации температура поверхности валка составляет 60 и полосы 670 С и охлаждение распространено примерно на 10% толщины полосы. Благодаря контакту подстужен- ной рабочей поверхности валка с более охлажденным металлом поступление, тепла в валки уменьшается, что обес-- печивает уменьшение максимальной температуры поверхности валка с 580 С до 510 Сэ одновременно уменьшается на 40 С среднемйссовая температура валка.

В случае перехода к прокатке полосы толщиной 1,В мм из подката 32 мм обжатие в,7 клети возрастает до 47%, а скорость прокатки изменяется до 1э8 м/с. Начало зоны подачи охладителя на поверхность полосы (хотя размер дуги захвата изменяется незначительно) приближают к очагу деформации, обеспечивая ее уменьшение до 0,15 м, и одновременно удаляют начало зоны подачи охладителя на

о

валки, увеличивая ее размер до 60.

Реализация указанного режима под- стуживания валка и полосы позволяет существенно улучшить температурный режим работы валков понизить максимальную температуру из поверхности и повысить стабильность средне- массовой температуры, что обеспечивает значительное увеличение стойкости валков, улучшение качества проката и повьш1ение производительности прокатного стана в целом.