Способ охлаждения движущегося листового проката Советский патент 1993 года по МПК B21B45/02 

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству с охлаждением движущегося проката.

Целью изобретения является увеличение уровня механических свойств стали и снижение разнозернистости проката по толщине путем повышения интенсивности ох- лЬждения.

В способе включающем создание зоны охлаждения путем подачи водовоздушных струй на его верхнюю поверхность с расходом воды в начале зоны охлаждения на 20% Превышающем средний расход и с равномерным его снижением в конце зоны до величины на 20% ниже среднего расхода создают одновременно с верхним охлаждением зону охлаждения нижней поверхности проката путем подачи на нее воздушных струй, при этом расход воды на нижню.ю

зону охлаждения устанавливают в начале зоны равным (1,0... 1,2) начального расхода воды на верхнюю зону охлаждения с равномерным увеличением по длине зоны охлаждения до достижения в конце зоны (2,0...2,2) конечного расхода воды на верхнюю зону охла ждения в конце зоны, сохраняя скорость истечения струй на нижнюю зону постоянной по всей длине.

Техническая сущность реализации предлагаемого способа заключается в следующем. Прокат, перемещаясь по рольгангу, подвергается двухстороннему охлаждению водовоздушными струями. На верхней поверхности, благодаря изменению расхода воды и скорости истечения хтруй по всей длине зоны охлаждения сохраняется высокая интенсивность теплообмена. В то же время, сохранение

со со оо

О

Ю

GO

постоянным соотношения расхода воды на охлаждение верхней и нижней поверхностей, ввиду снижения расхода воды на охлаждение верхней поверхности по длине зоны охлаждения, является нерациональным, так как условия теплообмена на нижней поверхности отличаются от условий теплообмена на верхней поверхности. На нижней поверхности отсутствует скопление слоя жидкости, отделенного от горячей поверхности проката паровой пленкой, снижа- ющей интенсивность теплообмена, и поэтому не требуется увеличение энергии струи для разрушения этой пленки, При этом взаимодействие воды с охлаждаемой поверхностью является кратковременным, отсутствует возможность вовлечения в теплообмен ранее поданной на охлаждение воды.

Также нерациональным является сохранение постоянным расхода воды, подаваемой на нижнюю поверхность по длине зоны охлаждения. Коэффициент теплоотдачи при водовоздушном охлаждении в интервале температур, при которых происходит теплообмен после прокатки (750...000°С) остается практически постоянным (ct 2000...2500 Вт/м2К) и зависит только от расхода компонентов на охлаждение и условий их подачи,- В то же время снижение температуры проката при конвективном теплообмене обуславливает снижение величины теплового потока от охлаждаемой поверхности по длине зоны охлаждения, тем самым уменьшая эффективность использования воды на этом участке.

Таким образом, для компенсации неравномерности условий охлаждения верхней и нижней поверхности необходимо увеличивать подачу воды на нижнюю поверхность по длине зоны охлаждения. Аналитически и экспериментально установлено, что при оптимальном расходе воды на водовоз- душное охлаждение достаточно в начале зоны охлаждения подавать на 10% меньше, а в конце зоны охлаждения нижней поверхности на 10% больше среднего расхода воды. Следовательно, при снижении расхода воды по длине зоны охлаждения верхней по- .верхнасти в пределах, обусловленных в прототипе, и приведенном выше увеличении расхода воды по длине зоны охлаждения нижней поверхности, соотношение расхода воды на верхнюю и нижнюю зоны охлаждения в начале зоны равно(1,0.,,1,2) и равномерно увеличивается до (2,0...2,2) в конце зоны охлаждения.

Снижение величины соотношения ниже 1.0 в начале зоны охлаждения и 2.0 в конце зоны для минимальной толщины величины

прокатываемых полос приводит к недостаточной интенсивности охлаждения нижней поверхности и снижению уровня механических свойств стали в этой части проката.

Превышение соотношения более 1,2 в начале зоны охлаждения и 2,2 в конце зоны приводит к переохлаждению нижней поверхности, подзакаливанию нижних слоев проката и необоснованному увеличению

расхода воды.

Более подробно техническая сущность предлагаемого решения может быть представлена на примере конкретной реализации способа в условиях производства проката на универсальном широкополосном стане 800 ОХМК. Рассмотрим охлаждение полосы из стали марки 09Г2 толщиной 16 мм (при прокатываемом сортаменте полос толщиной от 6 до 25 мм) с начальной температурой 950°С, движущейся по рольгангу со скоростью 2 м/с. Для охлаждения верхней поверхности используются секции с соплами, расположенными над рольгантом на параллельных направлению движения проката коллекторах и создающими зону принудительного охлаждения за счет подачи водовоздушных струй. При этом в начале зоны охлаждения подается 60 м3/м

ч воды с равномерным снижением расхода по длине зоны до 40 м /м ч. Для охлаждения нижней поверхности используются расположение между транспортными роликами секции, имеющие индивидуальный подвод охладителя, с перпендикулярными движению проката рядами сопел для подачи водовоздушных струй. При среднем удельном расходе воды на охлаждение нижней поверхности 80 м3/м2 ч, в начале зоны

охлаждения подается 72 м3/м2 ч, с равномерным увеличением до 88 м3/м2 ч в конце зоны. Увеличение расхода может быть осуществлено как непрерывно, так и ступенчато, что легче осуществить на практике.

Таким образом, соотношение расхода воды на охлаждение верхней и нижней поверхностей полосы в начале зоны охлаждения составляет 1,2 ив конце зоны охлаждения 2,2. При этом на верхней и нижней поверхностях полосы достигается равномерное снижение температуры на Ю0...120°С, что обуславливает сохранение однородности по толщине и повышение уровня механических свойств на 10...15%,

Формула изобретения

Способ охлаждения движущегося листового проката, включающий создание зоны охлаждения путем подачи водовоздушных струй на его верхнюю поверхность с расходом воды в начале зоны охлаждения, на 20%

51838012 б

превышающим средний расход, и с равно-в начале зоны 1,0...1,2 начального расхода мерным его снижением по длине зоны ох-зоны охлаждения верхней поверхности с лаждения до величины в конце зоны на 20%равномерным увеличением по длине до до- меньше среднего расхода воды, от л и ч а ю-стижения в конце зоны величины, равной щ и и с я тем, что дополнительно создают 52.0-2,2 конечного расхода зоны охлаждения зону охлаждения нижней поверхности про-верхней поверхности, при этом скорость ис- ката путем подачи на нее водоврздушныхтечения струй в зоне охлаждения нижней струй, при этом расход воды в зоне охлаж-поверхности поддерживают постоянным по дения нижней поверхности устанавливаютвсей длине.