Способ одновременного изготовления в холодном состоянии нескольких секций и/или стержней и цельный многосекционный элемент

 

Использование: в области металлургии, при прокатке длинномерных изделий. Сущность изобретения: способ получения одновременно в холодном состоянии множества секций и/или стержней, начиная с горячекатаного цельного много-секционного элемента, который затем охлаждают, причем секции и/или стержни считаются мелкими секциями и/или стержнями по сравнению с типичной размерной категорией конкретного прокатного стана, при этом цельный многосекционный элемент содержит множество секций и/или стержней, которые имеют симметричное, асимметричное или специальное поперечное сечение, при этом между одной секцией и/или стержнем и другой имеется перемычка. Горячекатаный цельный многосекционный элемент при этом охлаждается в потоке с прокатным станом и затем подвергается в холодном состоянии без нарушения неразрывности процесса операции одновременного разрезания по длине для разделения мелких секций и/или стержней. 2 с. и 21 з.п. ф-лы, 15 ил.

Настоящие изобретения относятся к способу изготовления множества секций и/или стержней (удлиненных изделий) в холодном состоянии в одно и то же время, относится также к цельному многосекционному элементу.

Способ заключается в получении из горячекатаного изделия многосекционного элемента, состоящего из готового множества секций и/или стержней (полос, заготовок), в охлаждении этого составного профиля в производственной линии и в осуществлении разрезания различных секций и/или стержней в холодном состоянии в одно и то же время без остановки непрерывного производства.

Более конкретно настоящее изобретение относится к способу изготовления одновременно в холодном состоянии множества секций и/или стержней удлиненных изделий из одного цельного многосекционного элемента со специальным составным профилем, полученным на стане горячей прокатки, с множеством соединенных в продольном направлении перемычками секций или стержней.

В настоящее время станы горячей прокатки для получения удлиненных изделий, в частности, а не только тех изделий, которые служат для получения секций, сортируют по размерам на основе часовой производительности нагревательных печей, мощности приводных двигателей, клетей прокатных станов, передаточных средств и смазочных и охлаждающих систем, кроме того, необходимо учитывать требуемую производительность и прокатные нагрузки, вызываемые более толстыми секциями.

Из этого следует, что при изготовлении на данном прокатном стане более мелких секций или самых маленьких секций, заметно возрастают обратные затраты, поскольку установка не используется строго по технологии, соответствующей известному уровню техники.

По этой причине прокатные установки выбирают по геометрическим размерам согласно ограниченному сортаменту изделий так, чтобы прокатный стан обеспечил приемлемую среднюю производительность относительно к производным размерам.

Установки, следовательно, конструируют фактически специально и классифицируют согласно четырем размерным категориям секций и/или стержней, эти размерные категории определяют как мелкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые секции и/или стержни.

Это означает то, что для охвата широкой потребности рынка разумным и адекватным образом производитель вынужден располагать множеством станов горячей прокатки с тем, чтобы он мог экономично производить более, чем одну размерную категорию секций и/или стержней.

Производитель, располагающий одним данным прокатным станом, будет вынужден удовлетворяться производством лишь одной конкретной размерной категории секций и/или стержней.

Известный уровень техники (В.М. Клименко и др. Многоручьевая прокатка - разделение. М. Металлургия, 1987, с. 21) включает в себя горячую прокатку двух или более небольших секций в одно и то же время, эти небольшие секции подвергают горячей прокатке в одно и то же время с формованием одного цельного элемента, который включает в себя соединенные в продольном направлении между собой эти секции.

Сразу после горячей прокатки эти мелкие секции охлаждают и разрезают одну от другой по длине в холодном состоянии на самом прокатном стане.

Для удовлетворения крайне необходимого и в течение некоторого времени теперь широко распространенного требования рынка в отношении значительно большей гибкости производства и способности снижения капитальных затрат для строительства новых установок и/или модернизацию существующих установок была неожиданно обнаружена возможность такого расширения с целью включения меньших размеров относительно типичного размерного диапазона изделий, которые могут быть получены на прокатном стане.

Другими словами, с помощью изобретения возможно расширить, с целью включения меньших размеров, диапазон поперечных сечений секций и/или стержней, которые можно изготовить на данной установке без снижения производительности этой же установки.

Изобретение, следовательно, делает возможным расширение, с целью включения меньших размеров, типичного размерного диапазона, сохраняя неизменными экономическую и конкурентную способность установки.

Изобретение, следовательно, имеет своей целью создать конкурентоспособное производство секций и/или стержней, которые можно изготовить на данном стане, и в то же время расширение, с целью включения меньших размеров, протяженности размерного ряда, который можно обрабатывать на этой конкретной прокатной установке без существенного изменения часовой производительности установки (завода).

В действительности такое изменение должно привести к увеличению конверсионных расходов и сделало бы неэкономичным включение в диапазон изготовляемых изделий тех размеров, которые меньше номинального минимального размера типового размерного ряда для этого данного прокатного стана.

Это расширение диапазона изделий позволяет включить секции и/или стержни меньших размеров по сравнению с номинальными минимальными размерами, предусмотренными для данного прокатного стана.

Это достигается без уменьшения производительности установки, которая имеет геометрические размеры на базе необходимой часовой производительности более тяжелых секций. Изобретение имеет своей целью выполнение этого результата без ощутимого и значительного снижения часовой производительности и без обязательного требования предшествовать автоматизации производственного цикла.

Другой целью изобретения является уменьшение типов сталепрокатных установок, независимо от того, новые они или уже находящиеся в эксплуатации, которые показательно разделены на небольшие, средние, тяжелые и сверхтяжелые установки.

На данном сталепрокатном стане изобретение позволяет изготовлять непрерывно при конкурентоспособных затратах более широкий размерный диапазон, включающий более мелкие размеры, секций и/или стержней и в то же самое время обеспечивает более лучшее использование потенциала самой установки.

В качестве неограничительного примера изобретение делает возможным непрерывное производство небольших и средних секций и/или стержней или небольших, средних и тяжелых секций или снова средних, тяжелых и сверхтяжелых секций в одной единичной установке, с поддержанием средней мощности высокой и без наличия типичных проблем, присущих отделочному участку.

Изобретение изложено и характеризуется главным пунктом формулы, в то время как в зависимых пунктах формулы описываются варианты идеи решения.

В описании, приведенном ниже, будут упомянуты небольшие секции и/или стержни, но остается ясным то, что это определение будет понятно в отношении конкретного прокатного стана и типового размерного ряда, который обычно изготовляется на этом конкретном прокатном стане.

Таким образом, например, в прокатном стане для прокатки секций, находящихся в диапазоне 50 160 мм, небольшая секция согласно настоящему изобретению означает секцию размером от приблизительно 50 мм или менее вплоть до минимальных рыночных значений от 8 до 10 мм.

Согласно изобретению стан горячей прокатки прокатывает в одно и то же время один цельный элемент в горячем состоянии, состоящий из множества небольших секций, либо симметричных, ассиметричных или специальных, соединенных вместе в продольном направлении по кромке.

Согласно одному варианту, два смежных края смежных секций соединены вместе с помощью перемычки.

Асимметричные секции, предусмотренные изобретением, прокатывают с тем, чтобы их размещение было таким, чтобы позволить контролировать аксиальные давления, с тем чтобы практически ограничить аксиальные усилия, которые являются значительными и которые имеют место тогда, когда такие асимметричные секции прокатывают отдельно или дискретно.

Цельный многосекционный элемент, полученный в горячем состоянии, с помощью прокатного стана согласно изобретению затем охлаждают в потоке с помощью рольганга.

Это охлаждение может также быть объединено с возможными термической или другими видами обработки, которые можно осуществлять с помощью воздуха, воды или другой системы, способной охлаждать многосекционный элемент в необходимом режиме и в течение достаточного времени.

Согласно одному варианту, в ходе прокатки или сразу после горячей прокатки цельного многосекционного элемента, выполняют прорези или надрезы вдоль номинальных линий раздела индивидуальных секций и/или стержней или вдоль номинальных линий раздела секций с ее соответствующей перемычкой. Эти прорези или надрезы могут быть сплошными или прерывистыми.

Прорези, если они являются прерывистыми и, следовательно, выполнены только вдоль сегментов, могут быть сквозными, так что две единичных сплошных секции и/или стержни соединены между собой бок о бок в отдельных местах и вдоль разделенных сегментов.

Этот многосекционный элемент, состоящий из этого множества секций и/или стержней, выполненных в виде одного цельного элемента, после того как был охлажден и сразу после того как он был извлечен из охлаждающего агрегата, который может представлять собой охлаждающую пластину, например, подвергается воздействию одновременного отрезания в продольном направлении отдельных небольших секций и/или стержней, состоящих из единичного составного секционного элемента. Это позволяет получить с помощью одной операции множество секций.

Эту операцию разрезания теперь холодных отдельных секций, ограниченных в одном цельном многосекционном элементе, содержащем множество секций, предпочтительно осуществляют на многосекционном элементе в холодном состоянии, но без прерывания непрерывности в отношении стана горячей прокатки или охлаждающей системы.

Отрезание может быть осуществлено либо с помощью лазера, либо отрезными роликами, или резки кислородным дутьем, и т.д. при этом одна операция разрезания по длине является предпочтительной, поскольку благодаря ее характеристике она обладает наименьшим возможным влиянием на секцию и/или материал.

Согласно изобретению каждая единичная секция подвергается холодной операции придания иной формы или обрезке своей кромки и холодной правке, в зависимости от типа секции и/или стержня или от строения секций и/или стержней и системы соединения (непрерывной или дискретной), используемой для соединения множества секций одна к одной. Эти операции, осуществляемые в холодном состоянии, могут производиться на всех секциях в одно и то же время.

Согласно варианту изобретения, который не является предпочтительным, операции по обрезке кромок и правке секций могут осуществляться индивидуально, секция за секцией.

Непрерывность работы поддерживают предпочтительно для предотвращения остановок или замедления скорости.

Далее секции подвергают возможной операции резки в размер.

Там, где соединительные перемычки имеются между краями секций, эти перемычки срезают в металлолом с помощью летучих ножниц, после того как они были отделены.

Согласно одному варианту изобретения, операцию отрезания и правки осуществляют в одно и то же время путем оттягивания отдельных секций в сторону в процессе правки и, таким образом, в действительности, образуя прорезь по длине путем разрыва или способствуя операции отрезания также под влиянием разрывающего действия.

Эту совместную составную операцию отделения путем разрыва и правки можно осуществлять, главным образом, там, где надрезы, выполненные в горячем состоянии, являются сквозными прорезями, и там, где единичные секции соединены вместе лишь в отдельных точках.

Согласно одному варианту изобретения, эту составную операцию отделения и правки в одно и то же время также осуществляют там, где надрез, выполненный в горячем состоянии, не является сквозным.

С помощью способа, предусмотренного изобретением, возможно достигнуть очень высокой производительности с большим упрощением установок (заводов).

Кроме того, прокатные станы можно либо реконструировать, либо использовать для изготовления значительно более широкого диапазона изделий, таким образом значительно увеличивая универсальность применения и производительность прокатных станов.

Приложенные графические материалы приведены в качестве неограничительного примера и демонстрируют некоторые предпочтительные решения изобретения: фиг. 1 иллюстрирует технологическую схему способа, предусмотренного изобретением, и разъясняет некоторые возможные технологические приемы; фиг. 2-3 иллюстрируют поперечное сечение некоторых секций, которые можно изготовить с помощью способа, предусмотренного изобретением; фиг. 4 иллюстрирует аксонометрическое изображение цельного элемента, состоящего из множества мелких секций и изготовленного по способу, предусмотренному изобретением; фиг. 5 демонстрирует план расположения установки, предусмотренный изобретением.

На фиг. 1 приведена технологическая схема (блок-схема), включающая пример, но не ограниченная им, на некоторые возможные процессы, которым в способе, предложенном изобретением, подвергается цельный многосекционный элемент 1, состоящий из секций и/или стержней 2.

В способе, предусмотренном изобретением, цельный многосекционный элемент 1, который выходит из прокатного стана 3 и в котором уже выполнены или теперь выполняются надрезы 4 в горячей операции надрезания 5 вдоль линий соединения 6 секций, охлаждается на стадии 7, это охлаждение 7 может происходить в потоке или на охлаждающей пластине 8, или в другом охлаждающем агрегате, пригодном для этой цели.

В процессе охлаждения цельный многосекционный элемент 1 может подвергаться термической обработке в соответствии с известным уровнем техники.

Охлаждение, если оно имеет место в потоке 7, можно осуществлять с помощью воздуха принудительной вытяжкой, вентиляцией или иным образом, и/или в воде, независимо от того, находится ли она в распыленном состоянии или не находится.

Горячий единичный составной секционный элемент 1, перед тем как его направляют в процесс охлаждения, возможно разрезать (поз. 9) в потоке до необходимой длины.

Как мы упомянули ранее, в процессе операции горячей прокатки или сразу после нее и всегда в потоке горячий цельный многосекционный элемент 1 может подвергаться операции надрезания 5 в продольном направлении вдоль линий отрезания 10 отдельных компонентных секций и/или стержней 2 или вдоль линий отрезания 10 секций 2 от перемычек 11.

Цельный многосекционный элемент 1 после охлаждения 7 в потоке теперь охлажден и разделен в продольном направлении в холодном состоянии на свои единичные компонентные секции и/или стержни 2 в одно и то же время с помощью операции отрезания по длине 12 вдоль линий отреза 10.

Линии отреза 10 по краям индивидуальных холодных секций 2 затем подвергают операции отрезки и приданию иной формы 13 кромке секции.

Поскольку перемычка 11 может находиться между различными секциями и/или стержнями 2, отрезают (поз. 12) перемычку 11 от соответствующих секций и/или стержней 2, соединенных с боковой стороной перемычки 11, и перемычка 11 будет удалена в отходы непрерывно одновременно с отрезающим действием 12.

Согласно одному варианту, перемычку 13 удаляют, обрезая ее кромки и выправляя их.

Согласно еще одному варианту изобретения, единичный составной секционный элемент 1 перед отрезанием 12 подвергается операции предварительной правки 14 с целью получения практически прямого и иного составного секционного элемента 1.

Индивидуальные секции 2, выходящие из операции отрезания по длине 12, подвергаются одной или нескольким из числа следующих операций: обрезка 13 продольной прорези, таким образом снимая любые заусенцы вдоль кромки резания 10; правка 15 любых желобчатых секций (фиг. 8) или Т-образных секций (фиг. 7) или других подобных секций 2, когда это необходимо для постановки на место, по крайней мере, одного фланца секции 2 для приведения секции в соответствие с ее требуемым геометрическим положением; повторная установка правильного размера или восстановление начальной формы 16 соединительной кромки с целью восстановления необходимой геометрической формы соединительной кромки.

Эти последовательные дополнительные примеры 13 15 16 осуществляют в соответствующей последовательности на всех секциях 2 в одно и то же время, и секции 2 подвергают также операции предварительной правки 17 и, возможно, также операции 18 обрезки в размер.

На фиг. 2 13 и 14 демонстрируются в качестве неограничительного примера некоторые конфигурации цельного многосекционного элемента 1, состоящего из множества отдельных секций 2, и выходящего из прокатного стана 3.

Цельный многосекционный элемент 1 изображен в качестве примера, без промежуточной соединительной перемычки между секциями и/или стержнями 2, а также с промежуточной соединительной перемычкой 11 (фиг. 4 и 6).

Логика изобретения охватывает получение цельных многосекционных элементов с перемычками 11 или без нее, даже несмотря на то, что заявитель настоящей заявки считает включение перемычки 11 предпочтительным.

Таким образом, сведения, которые можно получить из фиг. 4 и 6, можно распространить также на все случаи, продемонстрированные здесь, и на другие возможные случаи.

Цельный многосекционный элемент 1 может состоять из множества одинаковых, симметричных секций 2, таких как, например, круглые прутки (фиг. 2), плоские стержни (заготовки) (фиг. 3 и 4), уголковое железо (фиг. 5 и 6), Z-секции (фиг. 12) и секции квадратного сечения (фиг. 13), все из которых отрезаются вдоль линий отреза 10.

Там, где цельный многосекционный элемент 1 состоит из Т-образных секций 2 (фиг. 7) или желобчатых секций (фиг. 8), и/или других аналогичных секций, секции 2, предусмотренные изобретением, подвергают горячей прокатке с их боковыми сторонами, деформированными так, что они могут образовывать цельный многосекционный элемент 1. В этом случае секции и/или стержни 2 в соответствии с изобретением, когда их разрезали по линии 10, подвергают операции 15 правки и/или операции восстановления начальной формы 15 в холодном состоянии, так что они могут принять свою конечную форму.

Цельный многосекционный элемент 1 может также состоять из множества симметричных секций, таких как уголковая сталь с неравными сторонами (неравнобокие уголки) (фиг. 9). В этом случае секции 2 включают предпочтительно непарное количество и располагаются в чередующемся порядке с тем, чтобы ограничить аксиальные давления, вызванные их асимметричной формой в ходе прокатки.

Кроме того, с помощью способа, предусмотренного изобретением, также возможно получать цельные многосекционные элементы 1, состоящие из секций 2, имеющих различные поперечные сечения и соединенные между собой (фиг. 7 11).

Цельный многосекционный элемент 1 может также быть продан в полном виде, как полученный в процессе горячей прокатки 3 и после охлаждения 7.

Цельный многосекционный элемент 1 может также быть разрезан в размер, выправлен в этой форме.

Осуществлены указанные приемы в потоке с горячей производственной линией и после агрегата для охлаждения многосекционного элемента с целью осуществления одновременного разрезания по длине 12 в холодном состоянии теперь охлажденных отдельных секций и/или стержней 2, восстановления первоначальной формы кромок секций и/или стержней 2 и, возможно, для правки 17 отдельных секций и/или стержней 2.

Этот вариант возможен для любой секции и/или стержня 2, но особенно предпочтителен, когда секции и/или стержни 2 фактически не требуют правки и/или операций по восстановлению формы.

На фиг. 15 изображена установка, которая пригодна для осуществления изобретения, хотя она может быть выполнена с различным расположением компонентов.

Фиг. 15 демонстрирует нагревательную или температуру выравнивающую печь 19 и известную прокатную линию, которая содержит, например, рольганг 20, ножницы 21, правильную машину 22, роликовый конвейер 23 для подачи к охлаждающей пластине и охлаждающую пластину 24 месте с соответствующим разгрузочным роликовым конвейером.

Сразу после охлаждающей пластины 24 или соответствующего роликового конвейера включено устройство 25, которое обеспечивает, по крайней мере, разрезание 12 и регулировку на правильный шаблон 16 и сменяется правильной машиной 26, которая осуществляет выравнивающее действие 17 над отдельными секциями и/или стержнями 2 в одно и то же время.

После правильной машины 26 расположены ножницы 27, которые отрезают в определенный размер отдельные секции и/или стержни 2 и после которых установлен упаковочный агрегат 28 и склад 29 для упаковок.

В соответствии с настоящим изобретением правильная машина для предварительной правки 14 теперь охлажденного цельного многосекционного элемента может быть установлена непосредственно перед устройством 25.

Формула изобретения

1. Способ одновременного изготовления в холодном состоянии нескольких секций и/или стержней, включающий изготовление горячекатаного цельного многосекционного элемента, который содержит несколько секций и/или стержней, имеющих симметричное, асимметричное или специальное поперечное сечение, причем между одной секцией и/или стержнем и другой формируют перемычку, охлаждение горячекатаного цельного многосекционного элемента в потоке прокатного стана, а затем непрерывное в том же потоке одновременное продольное разделение его в холодном состоянии на секции и/или стержни, отличающийся тем, что каждой составляющей секции придают поперечное сечение, не превышающее по площади поперечное сечение минимальной секции характерного сортамента прокатного стана при одиночной прокатке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что секции и/или стержни после разделения подвергают одновременной правке формы.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что кромкам секций и/или стержней придают требуемую форму.

4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что перед правкой формы секции и/или стержни подвергают выпрямлению.

5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что перед правкой формы у секций и/или стержней обрезают разделенные кромки.

6. Способ по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что цельный многосекционный элемент перед разделением предварительно правят.

7. Способ по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что многосекционный элемент перед разделением режут на мерные длины.

8. Способ по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что асимметричные секции в цельном многосекционном элементе составляют нечетное число.

9. Способ по любому из пп.1 8, отличающийся тем, что при изготовлении цельного многосекционного элемента его подвергают термообработке.

10. Способ по любому из пп.1 9, отличающийся тем, что цельный многосекционный элемент охлаждают на пластине.

11. Способ по любому из пп.1 10, отличающийся тем, что цельный многосекционный элемент охлаждают в потоке воздуха и/или воды.

12. Способ по любому из пп.1 11, отличающийся тем, что перед охлаждением в цельном многосекционном элементе выполняют прорези вдоль линий будущего разделения.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что прорези выполняют вдоль фланцев секций.

14. Способ по любому из пп.12 и 13, отличающийся тем, что прорези выполняют непрерывными.

15. Способ по любому из пп.12 и 13, отличающийся тем, что прорези выполняют сквозными.

16. Способ по любому из пп.1 15, отличающийся тем, что цельный многосекционный элемент одновременно с разделением правят.

17. Цельный многосекционный элемент, полученный в горячем состоянии и затем охлажденный, содержащий несколько секций и/или стержней, отличающийся тем, что каждая составляющая секция имеет поперечное сечение, не превышающее по площади поперечное сечение минимальной секции характерного сортамента прокатного стана при одиночной прокатке.

18. Элемент по п.17, отличающийся тем, что он выполнен с перемычкой между соседними секциями и/или стержнями.

19. Элемент по п. 17, отличающийся тем, что он выполнен с продольными прорезями вдоль мест будущего разделения.

20. Элемент по п. 19, отличающийся тем, что прорези расположены вдоль фланцев и выполнены сквозными.

21. Элемент по любому из пп.17 20, отличающийся тем, что он подвергнут предварительной правке.

22. Элемент по любому из пп.17 21, отличающийся тем, что он представляет собой стержень.

23. Элемент по любому из пп. 17 21, отличающийся тем, что он представляет собой полосу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15