Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано для получения горячекатаных полос с односторонним рифлением и без рифления на непрерывных широкополосных станах кварто.

Известен способ производства стальных горячекатаных полос, согласно которому осуществляют нагрев слябов в методической печи, их прокатку в черновой группе клетей и многопроходную прокатку в непрерывной чистовой группе клетей в полосы конечной толщины с относительными обжатиями, уменьшающимися по ходу прокатки от первой клети чистовой группы к последней [1].

Недостатки известного способа состоят в том, что при необходимости перехода на прокатку рифленых полос необходимо осуществлять перевалку рабочих валков в последней клети, что снижает производительность процесса, ухудшает качество полос из-за нарушения температурной стабильности и снижения стойкости валков.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки полос, включающий нагрев слябов, черновую прокатку и многопроходную прокатку в непрерывной чистовой семиклетевой группе кварто стана 2000 с регламентированным распределением относительного обжатия по клетям, уменьшающимся от первой клети к последней, при этом формирование толщины готовой полосы ведут с положительной частью припуска и завершают в промежуточной клети чистовой группы, а последующие клети используют в качестве калибрующих [2].

Недостатки известного способа состоят в следующем. Нанесение рифления на поверхность полосы при прокатке производят в последнем чистовом проходе. Для перехода на прокатку полос с рифлением стан останавливают и осуществляют перевалку рабочих валков, заваливая в последнюю клеть пару рабочих валков, на бочке одного из которых (верхнего) выполнены лунки. И хотя вываленные рабочие валки с гладкими бочками полностью не выработали своего ресурса, их направляют на перешлифовку. Это приводит к снижению производительности прокатного стана и повышенному расходу рабочих валков. Кроме того, верхний рабочий валок с лунками при прокатке рифленой полосы отпечатывает свой узор в виде выступов и впадин на бочку смежного с ним верхнего опорного валка.

Для последующей прокатки полос без рифления стан приходится вновь останавливать и осуществлять перевалку последней клети, заваливая в нее гладкие рабочие валки. Но поскольку бочка верхнего опорного валка приобрела дефекты от контакта с предыдущим рабочим валком с лунками, эти дефекты переходят на смежный с ним гладкий рабочий валок, что снижает его стойкость и ухудшает качество прокатываемых полос.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении производительности процесса прокатки, качества полос и стойкости валков. Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства стальных горячекатаных полос, включающем нагрев слябов, черновую прокатку и чистовую многопроходную прокатку в непрерывной группе клетей в полосы конечной толщины с регламентированным распределением обжатий по клетям непрерывной группы, согласно предложению при прокатке полос с рифлением в предпоследнюю клеть непрерывной группы заваливают пару рабочих валков, один из которых имеет лунки, прокатку полос с рифлением ведут в предпоследней клети чистовой группы с относительным обжатием 15-30%, выводя из работы последнюю клеть и перераспределяя приходящееся на эту клеть обжатие на предыдущие клети непрерывной группы, а при прокатке полос без рифления прокатку в последней клети чистовой группы ведут с обжатием не более 20%, выводя из работы предпоследнюю клеть и перераспределяя приходящееся на нее обжатие на другие клети непрерывной группы.

Сущность изобретения состоит в следующем. Поскольку в предпоследнюю, 6-ю клеть непрерывной 7-клетевой чистовой группы непрерывного широкополосного стана (НШС) заваливают верхний рабочий валок с нанесенными на бочку лунками в паре с гладким нижним рабочим валком меньшего диаметра, а рабочие валки последней, 7-й клети чистовой группы с гладкими бочками с помощью нажимных механизмов разводят, при прокатке горячекатаной полосы с рифлениями эта предпоследняя, 6-я клеть выполняет функцию последней чистовой клети, в которой при относительном обжатии 15-30% формируются чечевицеобразные рифы на верхней стороне полосы. Последняя, 7-я клеть чистовой группы НШС в процессе прокатки полосы с рифлением не задействована, а относительное обжатие, применяемое в ней (величиной не более 20%), равномерно распределяют на предыдущие 6 клетей чистовой группы.

В случае, когда необходимо вести прокатку полос без рифления, перевалку рабочих валков не производят, а лишь увеличивают в предпоследней клети межвалковый зазор для пропуска полосы без прокатки. Рабочие валки последней клети чистовой группы сближают для осуществления прокатки полосы заданной с относительным обжатием не более 20%, а относительное обжатие 15-30%, приходящееся на выведенную из работы предпоследнюю клеть, равномерно распределяют по находящимся в работе 1-5 и 7 клетям чистовой группы.

Реализация предложенного способа позволяет оптимизировать процесс производства горячекатаных полос с рифлением и без него и обеспечивает ресурсосбережение по следующим статьям расходов:

- снижение простоев прокатного стана на перевалку рабочих валков при переходе с прокатки «гладкой» полосы на рифленую и обратно;

- снижение расходного коэффициента рабочих валков с рифлениями за счет уменьшения количества перешлифовок после их перевалок, которые необходимы при реализации известного способа-прототипа;

- улучшение качества поверхности горячекатаных полос без рифления за счет исключения нежелательного переноса микрорельефа от опорного валка, в контакте с которым до этого в паре работал рабочий валок с лунками.

Экспериментально установлено, что прокатке полос с рифлением в предпоследней клети чистовой группы с относительным обжатием менее 15% не достигается полный зеркальный перенос лунок на бочке верхнего рабочего валка в виде выступов-рифов на полосу. При относительном обжатии более 30%, из-за увеличения вытяжки имеет место искажение формы рифов на верхней стороне полосы, а также не исключаются изгибы передних концов полос на выходе из валков, что приводит к застреваниям полос в линии стана.

Окончательное формирование качества полос осуществляется в последней клети чистовой группы. Прокатка полос без рифления (особенно тонких, толщиной 4 мм и менее) с обжатием более 20% в последней клети чистовой группы приводит к увеличению неплоскостности и искажению поперечного профиля полос из-за прогибов валков от действия усилия прокатки, что снижает качество полос.

Примеры реализации способа

В 6-ю, предпоследнюю клеть семиклетевой непрерывной группой клетей кварто НШС 2000 заваливают пару рабочих валков: верхний рабочий валок диаметром 780 мм с лунками на поверхности бочки для создания чечевичного рифления на полосе, и нижний рабочий валок диаметром 800 мм, бочка которого не имеет лунок. В последнюю, 7-ю клеть, заваливают рабочие валки равного диаметра 800 мм, не имеющие лунок на поверхностях бочек.

Слябы из стали марки Ст3сп толщиной 250 мм нагревают в методической печи до температуры 1250°С. Очередной сляб выдают на печной рольганг НШС 2000 и прокатывают за 5 проходов в черновой группе клетей в раскат толщиной Н=36 мм.

Для прокатки полосы толщиной h=4,0 мм с рифлением с помощью нажимных механизмов рабочие валки 7-й клети разводят, увеличивая межвалковый зазор до 7 мм, выводя данную клеть из работы. Суммарное относительное обжатие ε_Σ при прокатке составляет:

Обжатие в 6-й клети устанавливают равным ε₆=25%. Оставшуюся часть относительного обжатия, равную 85%, распределяют между 1-5 клетями чистовой группы.

Раскат задают в чистовую группу клетей и осуществляют его прокатку в рифленую полосу. Выходящую из 6-й клети полосу пропускают без обжатия в зазор между рабочими валками выведенной из работы 7-й клети, охлаждают на отводящем рольганге водой до температуры 640°С и сматывают в рулон. Благодаря такой технологии прокатываемая полоса имеет после прокатки с относительным обжатием в 6-й клети ε₆=25%, приобретает высококачественное рифление, а валки 7-й клети не изнашиваются.

Для прокатки полосы толщиной h=4,0 мм без рифления перевалку рабочих валков 6-й клети не производят, а с помощью нажимных механизмов рабочие валки этой клети разводят, увеличивая межвалковый зазор до 7 мм, выводя данную клеть из работы. Обжатие в 7-й клети устанавливают равным ε₇=10%. Оставшуюся часть относительного обжатия, равную 87,6%, распределяют между 1-5 клетями чистовой группы.

Раскат задают в чистовую группу клетей и осуществляют его прокатку в полосу без рифления. Выходящую из 5-й клети полосу пропускают без обжатия в зазор между рабочими валками выведенной из работы 6-й клети, а в 7-й клети прокатывают с относительным обжатием ε₇=10%, охлаждают на отводящем рольганге водой до температуры 650° и сматывают в рулон. В результате этого полоса имеет высокие показатели по точности и плоскостности, исключается необходимость перевалки рабочих валков 6-й клети, исключается необходимость перешлифовки рабочих валков, верхний опорный валок не переносит через смежный с ним рабочий валок свои дефекты на полосу, которые он приобрел в процессе предыдущей работы в контакте с рабочим валком с лунками. Благодаря исключению необходимости перевалки рабочих валков 6-й клети достигается повышение производительности прокатного стана.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Как следует из таблицы, при реализации предложенного способа (варианты 2-4 и 7-9) достигается повышение производительности процесса прокатки, качества полос и стойкости валков. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1,5,6,10) имеет место снижение производительности процесса прокатки, качества полос и стойкости валков.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что использование в предпоследней клети чистовой группы при прокатке рифленых полос рабочих валков, на бочке одного из которых выполнены лунки, с выводом из работы последней клети, и обратный переход, с выводом из работы предпоследней клети, при прокатке полос без рифления, обжатиями в предпоследней и последней клетях 15-30% и не более 20% соответственно, обеспечивает повышение производительности процесса прокатки, качества полос и стойкости валков с лунками.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства горячекатаных полос с рифлением и без него от 5 до 7%.

Литературные источники

1. Полухин П.И. и др. Прокатное производство. М.: Металлургия, 1968, изд.2, с.66.

2. Патент Российской Федерации №2311238, МПК В21В 1/26, 2006 - прототип.