Способ охлаждения рулонов горячекатаных полос Советский патент 1992 года по МПК C21D1/00 

Изобретение относится к листопрокатному производству и может быть использовано при производстве полос на широкополосных станах горячей прокатки (ШСГП) и последующем охлаждении рулонов.

Известен способ охлаждения рулонов 1, включающий подачу на торцевые поверхности горизонтально расположенного рулона потока охладителя (воды) с расходом воды 5-200 л/мин.м.

Недостаток известного способа, принятого за прототип, заключается в том, что он не учитывает температуру полосы по длине при смотке ее в рулон. При охлаждении всей торцевой поверхности рулона водой это будет приводить к неравномерности механических свойств стали по длине горячекатаных полос.

Целью изобретения является повышение равномерности механических свойств стали по длине полосы.

Для этого в способе охлаждения рулонов горячекатаных полос, включающем подачу потока охладителя на торцевые поверхности горизонтально установленного рулона, сначала поток охладителя в течение 2-3 ч в количестве (0,7-0,8) общего расхода подают на 2-4 наружных витка и 3-5 внутренних витка рулона, а (0,3-0,2) общего расхода охладителя подают на остальную часть торцевой поверхности рулона, затем поток охладителя в количестве (0,2-0,3) от общего расхода подают на 2-4 наружных и 3-5 внутренних витка, а (0,7-0,8) общего расхода охладителя - на остальную часть торцевой поверхности рулона.

Заявляемый способ охлаждения рулонов горячекатаных полос осуществляют следующим образом,

После прокатки и смотки полос на моталках ШСГП в рулоны последние поступают на склад продукции для остывания. Процесс остывания рулонов, как массивного цилиндрического тела, состоящего из множества витков, осуществляется неравномерно. Наиболее быстро рстывают наружные и внутренние витки, а наименее

(Л

С

xi

Os CJ N ЧЭ -N

медленнее - витки, расположенные в средней части рулона (по толщине намотки). Эта закономерность характерна для рулонов из полос, температура смотки которых практически одинакова по всей длине полосы. Если же температура смотки головной и хвостовой частей полосы значительно выше, чем остальной части полос, то рулоны из таких полос в первоначальный момент остывания будут иметь температуру наружных и внутренних витков значительно выше, чем остальные витки, что приведет к значитель- ной неравномерности механических свойств стали из горячекатаных полос (свойства на голове и хвосте полосы будут значительно ниже, чем на остальной части полос). Так, например, при прокатке полос на строящемся ШСГП 2500 НЛМК температура головной и хвостовой частей полосы будет на 100-150°С выше, чем остальной части полосы. Для выравнивания скоростей охлаждения различных витков полосы в рулоне производят в первоначальный момент остывания рулона (когда температура наружных и внутренних витков значительно выше, чем остальных витков) подачу большего расхода охладителя на эти витки, чем на остальную часть торцевой поверхности рулона. Расход охладителя, подаваемого на крайние (наружные и внутренние витки) составляет (0,7-0,8) общего расхода охладителя. Причем меньшее значение указанного интервала соответствует рулонам, смотанным из толстых полос (толщиной более 8 мм), а большее значение - рулонам, смотанным из тонких полос (менее 8 мм). Уменьшение расхода охладителя менее 0,7 от общего расхода не обеспечит выравнивания температур витков по сечению рулона, а увеличение расхода охладителя более 0,8 от общего расхода может привести к обратному эффекту - температура наружных и внутренних витков станет ниже, чем срединных.

Количество витков, температура которых в первоначальный момент выше, чем остальных витков, составляет (2-4) наружных и (3-5) внутренних. Это объясняется тем, что длина зоны недушируемой части полосы, где температура на 100-150°С выше, чем остальной части, составляет 9-12 м на заднем участке и 5-6 м на голове полосы, т.е. при внутреннем диаметре рулонов 850 мм и наружном 2200-2300 мм это соответствует 2-3 наружным и 3-4 внутренним виткам и еще по 1 витку на наружной и внутренней поверхности рулона на переходную зону. Область .ограниченная 5 наружными и 6 внутренними витками по толщине намотки рулона при таких длинах недушируемых участках полосы,имеет температуру на 100-150°С ниже. На эту область подают (0,2-0,3) общего расхода охладителя, причем меньшее значение-для рулонов из толстых полос и большее значение - для

рулонов из тонких полос.

Уменьшение расхода охладителя менее 0,2 от общего расхода приводит к тому, что температура средних витков в первоначальный момент охлаждения может стать выше

0 температуры концевых участков полосы в рулоне, а увеличение расхода охладителя более 0,3 от общего расхода не приводит к выравниванию температуры витков по толщине намотки рулона.

5 Время, необходимое для выравнивания температур витков в рулоне вследствие неодинаковых температурных условий смотки различных частей полосы по длине составляет (2-3) часа. За время менее 2 ч не успе0 вает произойти выравнивание температуры различных витков в рулоне, а за время более 3 ч происходит помимо выравнивания температуры и обратный эффект - температура наружных витков будет падать быстрее, чег

5 внутренних. Поэтому спустя (2-3) ч с начала охлаждения и до конца охлаждения на область, ограниченную (2-4) наружными и (3- 5) внутренними витками подают охладитель в количестве (0,2-0,3) общего расхода, а на

0 остальную часть торцевой поверхности рулона - (0,7-0,8) общего расхода охладителя. Объясняется это тем, что после достижения витками в рулоне одинаковых температур охлаждение их подчиняется той закономер5 ности, что наружные и внутренние витки горизонтально расположенного рулона охлаждаются значительно быстрее, чем остальные витки (срединные) по толщине намотки рулона. Поэтому для выравнивания

0 их скоростей охлаждения на более медленно остывающие витки подают охладитель в количестве (0,7-0,8) общего расхода, а на наружные(2-4) витка и внутренние(3-5) витка подают охладитель в количестве (0,2-0,3)

5 общего расхода. Это обеспечит одинаковые скорости охлаждения всех витков полосы в рулоне и одинаковые механические свойства стали по длине полосы. Уменьшение или увеличение указанных расходов охлади0 теля, подаваемого на различные участки ру- лоона на торцевую поверхность, не обеспечит одинаковые условия охлаждения витков и не приведет к достижению поставленной цели - повышению равномерности

5 механических свойств стали по длине полосы. При одинаковых температурах витков полосы в рулоне дальнейшее его охлаждение приводит к тому, что (2-4) наружных витка и (3-5) внутренних витка охлаждаются быстрее, чем остальные витки, поэтому и на

втором этапе охлаждения рулонов спустя (2-3 ч) с начала охлаждения область, расположенная между 4-ым наружным и 5-ым внутренним витком по толщине намотки рулона имеет более высокую температуру, на которую подают больший расход охлаДите- ля (0,7-0,8) общего расхода, а на периферийные, ограниченные (2-4) наружными и (3-5) внутренними витками - охладитель в количестве (0,2-0,3) от общего расхода.

Пример. Способ был опробован в условиях Новолипецкого меткомбината при прокатке полос из стали Ст Зсп размером 4,5x1480 мм. Температура смотки головных и хвостовых участков полос превышала температуру смотки основной части полос на 120-130°С. Это достигалось тем, что передний участок полосы длиной 5-6 м не души- ровался на отводящем рольганге, основная часть полосы душировалась водой на отводящем рольганге и при попадании хвостового участка полосы длиной 10-12 м на отводящий рольганг в зону охлаждения полосы водой душирующие секции отключались от подачи воды на полосу. Тем самым был достигнут перепад температуры подлине полос порядка 120-130°С. Часть рулонов подвергали ускоренному охлаждению в специальной установке по известному способу, а часть рулонов охлаждалась по предлагаемому способу. В качестве охладителя использовали водовоздушную смесь с расходом воды 0,3 м3/ч и воздуха 10 м3/ч на 1 т охлаждаемой продукции. После полного остывания рулонов проводили механические испытания образцов, отобранных от передней, средней и хвостовой частей полос, подвергнутых различным режимам охлаждения в рулонах.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице.

Результаты проведенных испытаний показывают, что при охлаждении рулонов по известному способу (опыт № 1) неравномерность механических свойств была большой: 60 Н/мм2; Д(5в 60Н/мм2 4%. При охлаждении рулонов по предлагаемому способу опыты № 2-4), когда за первые 2-3 ч на наружные и внутренние витки подавали охладитель в количестве (0,7-0,8) общего расхода, а на остальную часть (0,2- 0,3) общего расхода, а после 2-3 ч расход охладителя при подаче его на указанные

зоны меняли на противоположный, значительно снижалась неравномерность механических свойств по длине полосы: до 15 Н/мм2; до 15 Н/мм2; A(5s до 1,5%, причем наименьшая неравномерность была при средних значениях заявляемых пределов расходов охладителя (опыт № 3): 5 Н/мм2; Д(5В 5 Н/мм2, 0,5%. Выход же за рамки заявляемых пределов расходов охладителя (опыты 5 и 6)

не обеспечивал достижение поставленной цели: 25 Н/мм2; Д(5В 25 Н/мм2; Д& 3%.

Предложенный способ при его использовании в листопрокатном производстве

позволит обеспечить следующие технико- экономические показатели:

- уменьшение разброса механических свойств листового проката, имеющего различную температуру смотки полос по их

длине, что приводит к повышению выхода годного.

Формула изобретения Способ охлаждения рулонов горячекатаных полос, включающий подачу потока охладителя на торцевые поверхности горизонтально установленного рулона, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности механических

свойств стали по длине полосы, сначала поток охладителя в течение 2-3 ч в количестве 0,7-0,8 общего расхода подают на 2-4 наружных витка и 3-5 внутренних витка рулона, а 0,3-0,2 общего расхода охладителя

подают на остальную часть торцевой поверхности рулона, затем поток охладителя в количестве 0,2-0,3 от общего расхода подают на 2-4 наружных и 3-5 внутренних витка, а 0,7-0,8 общего расхода охладителя - на

остальную часть торцевой поверхности рулона.

Результаты сопоставительного анализа охлаждения рулонов по известному и предлагаемому способам

Сущность изобретения: в способе охлаждения рулонов, включающем подачу на торцовые поверхности горизонтально расположенного рулона потока охладителя, поток охладителя в количестве 0,7-0,8 общего расхода подают на 2-4 наружных и 3-5 внутренних витка, а 0,2-0,3 общего расхода - на остальную часть торцовой поверхности рулона, спустя 2-3 ч с начала охлаждения и до конца охлаждения подают 0,2-0,3 общего расхода охладителя на 2-4 наружных и 3-5 внутренних витка, а 0,7-0,8 общего расхода охладителя - на остальную часть торцовой поверхности рулона.

305 255 370 «30 375 21,0 17,0 19,5 Известный

способ

290 280 400 410 395 19,5 18,5 20,0 Подача охладителя на 2 нар.+З внут. витка и на ос- тальн.часть

300 300 415 420 420 18,0 17,5 18,0 з нар. +

4 внутр.

305 295 410 425 415 18,5 17,0 18,0 4 нар. +

+ 5 внутр.

275 250 355 380 360 22,0 19,0 22,5 1 нар. +

4- 2 внутр.

300 320 455 420 440 16,0 18,5 15,5 5 нар. +

+ 6 внутр.

Продолжение таблицы