Способ охлаждения рулонов горячекатаных полос

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)з С 21 D 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885815/02 (22) 28,11.90 (46) 23,09.92. Бюл. N 35 (71) Институт черной металлургии (72) В.В.Костяков, С.А.Воробей, З.П.Каретн ый и P,О. Перел ьма н (56) Заявка Японии

М 54-68709, кл. С 21 D 1/00, 1979. (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОНОВ ГОРЯЧ ЕКАТАН ЫХ ПОЛОС (57) Сущность изобретения: в способе охлаждения рулонов, включающем подачу на

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 под„„Я „„1763494 А1 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, ачу потока охладителя на торцевые поверх- (Л ности горизонтально установленного руло- С на, 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 ох- 4 ладителя в количестве (0,2 — 0,3) от общего 0 расхода подают на 2 — 4 наружных и 3-5 внут- () ренних витка, а (0,7 — 0,8) общего расхода ох- ф ладителя — на остальную часть торцевой ) поверхности рулона, Заявляемый способ охлаждения рулоное горячекатаных попас осущестапякттспе- ) н дующим образом, — Ь

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

1763494 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. Ес- 5 ли 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 10 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 значи- 15 тельно 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 поло- 20 сы. 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 (нэружные 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 эф фекту — 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 — 1500C 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 тем25

55 пературу 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 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.

Время, необходимое для выравнивания температур витков в рулоне вследствие неодинаковых температурных условий смотки различных частей полосы по длине составляет(2 — 3) часа. 3а время менее 2 ч не успевает 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, чем 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 остальную часть торцевой поверхности ру- . лона — (0,7 — 0,8) общего расхода охлэдителя.

Объясняется это тем, что после достижения витками в рулоне одинаковых температур охлаждение их подчиняется той закономерности, что наружные и внутренние витки горизонтально расположенного рулона охлаждаются значительно быстрее, чем остальные витки (срединные) по толщине намотки рулона. Поэтому для выравнивания 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) 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 охладителя, подаваемого на различные участки рулоона на торцевую поверхность, не обеспечит одинаковые условия охлаждения витков и не приведет к достижению поставленной цели — повышению равномерности 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

1763494 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

4,5х1480 мм. Температура смотки головных и хвостовых участков полос превышала температуру смотки основной части полос на

120 — 130 Ñ. Это достигалось тем, что передний участок полосы длиной 5 — 6 м не душировался 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 по длине 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 м /ч и воздуха 10 м /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 и редста влен ы в таблице.

Результаты проведенных испытаний показывают, что при охлаждении рулонов по известному способу (опыт М 1) неравномерность механических свойств была большой: Лдпя=60 Н/мм; Ад =60 Н/мм Лдб=

=47;. При охлаждении рулонов по предлагаемому способу опыты 9 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 (0,20,3) общего расхода, а после 2-3 ч расход охладителя при подаче его на указанные

5 зоны меняли на противоположный, значительйо снижалась неравномерность механических свойств по длине полосы: Лд, до

15 Н/мм; Лдв до 15 Н/мм; Лд до

1,5, причем наименьшая неравномер10 ность была при средних значениях заявляемых пределов реоходее охлвдителя опыт

М 3): Лд =5 Н/мм ; Ад =5 Н/мм;.Лд5;

= 0,50 . Выход же за рамки заявляемых пределов расходов охладителя (опыты 5 и 6)

15 не обеспечивал достижение поставленной цели: Лдт = 25 Н/мм2; Ьдв = 25 Н/мм2;

Лд5 =З

Предложенный способ при его использовании в листопрокатном производстве позволит обеспечить следующие техникоэкономические показатели: — уменьшение разброса механических свойств листового проката, имеющего различную температуру смотки полос по их

25 длине, что приводит к повышению выхода годного.

Формула изобретения

Способ охлаждения рулонов горячека30 таных полос, включающий подачу потока охладителя на торцевые поверхности горизонтально установленного рулона, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности механических

35 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

40 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

45 остальную часть торцевой поверхности рулона.

1763494

Результаты сопоставительного анализа охлаждения рулонов по известному и предлагаемому способам

Температура сметки витков, С пп сер хв гол гол сер хв остальстальвнутренние и остальвнутренние ина ружные витки ная ные наружные витки часть витки

0,3

0,3

1 740 620 750 0,3

470 460 475 0,09

0,21

0>21 0,09

-2 750 625 755 О, 3 3 745 620 740 0,3 0,225

0,075 2,5 455 450 450 0,075 0,225

0,06 3 . 450 440 455 0,06 O,г4

4 740 615 745 0,3 0>24

1,9 490 475 495 0,093 0 207

0,093

5 745 620 750 0,3 0,207

6 740 615 750 0,3 0,243

0,057 3,1 430 455 435 0,057 0,243

Продолжение таблицы

НЪ пл

Иеханические свойства стали риме>в ние

Предел текучести> > Н/мне

Предел прочности б,Н/ммз

Относительное удлинение J гол сер хв гол сер хв гол сер хв

21,0 17,0

1 245 305 255 370 430 375

19,5 Известный способ

285 290 г80 400 410 395 19,5 18,5

20 0 Подача охладителя на 2 нар.+3 внут. витка и на остальн.часть

18,0 3 нар. +

+ 4 внутр.

3 295 300 300 415 420 420 18,0 17,5

4 290 305 295 410 425 415 18 5 17 P

18,0 4 нар. +

+ 5 внутр.

5 255 275 250 355 380 360 22,0 19,0 22,5

1 нар. +

+ 2 внутр.

5 нар. +

+ 6 внутр.

6 325 300 320 455 420 440 16,0 18 5 15,5

Составитель В. Костяков

Техред М.Моргентал Корректор С, Лисина

Редактор Н, Козлова

Заказ 3430 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Общ ий расход охладителя, мз/ч на

1 т

Расход охладителя на торцовые поверхности рулонов, м /ч на1т

Время подачи охладителя на

1 этапе, ч

Температура витков после 1-го этапа охлаждения, ЯС

Расход охладителя на торцовые поверхности рулона, мз/ч на 1 т