Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос.

Известен способ горячей прокатки полос, включающий горячую прокатку полос на стане и охлаждение полос водой перед смоткой на отводящем рольганге (см., например, пат. РФ №2037536, БИ №17, 1995).

Недостатком данного способа при горячей прокатке широких полос является невозможность управления тепловым профилем полосы по ее ширине, что не позволяет обеспечить требуемый уровень геометрии при производстве широкого горячекатаного подката.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ горячей прокатки полос, включающий прокатку полос с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу, и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге (см. патент РФ №2120481).

Недостатком известного способа является сложность обеспечения требуемой переменной геометрии по ширине горячекатаного проката при производстве широких полос, в результате чего образуется значительная поперечная разнотолщинность. Кроме того, при такой горячей прокатке в полосе, имеющей традиционную чечевицеобразную форму, в последующем, при продольном роспуске, например, на две равные части, образуется значительная клиновидность. Это отрицательно сказывается при последующей холодной прокатке каждой из этих частей полосы.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является уменьшение поперечной разнотолщинности широкого проката.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки полос, включающем прокатку полос на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, согласно изобретению при горячей прокатке в чистовой группе клетей производят чередование по ходу прокатки управляемого переменного по ширине полосы охлаждения водой в четных проходах и равномерного по ее ширине охлаждения в нечетных проходах, причем в четных проходах охлаждение поверхности полосы по ее ширине осуществляют перед входом в очаг деформации путем ограничения подачи воды в центральную часть полосы.

Отличительный признак, характеризующий по ходу прокатки управляемое переменное по ширине полосы охлаждение водой в четных проходах и равномерное по ее ширине охлаждение в нечетных проходах стана, не известен. При производстве широкого горячекатаного подката (особенно тонкого - толщиной 1,5-2,5 мм) при отсутствии управления охлаждением поверхности горячей полосы в чистовой группе клетей, затруднительно создание необходимого переменного теплового профиля полосы по ее ширине и, следовательно, невозможно оперативное управление геометрией раската, а именно снижение поперечной разнотолщинности.

В заявляемом техническом решении отличительный признак, характеризующий охлаждение горячего проката непосредственно перед входом в очаг деформации и при этом с ограничением подачи воды на центральную часть полосы в четных проходах при прокатке на стане, позволяет решить поставленную техническую задачу. Причем такая совокупность отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружена.

Заявляемый способ организации процесса прокатки путем чередования равномерной и переменной по ширине подачи воды на полосу, с одной стороны, и ограничение подачи воды в центральную часть поверхности полосы непосредственно перед входом ее в прокатную клеть, с другой стороны, позволяет обеспечить существенный перепад температур в пределах 40-100°С по ширине раската. В случае равномерной подачи воды на поверхности проката температура и соответственно механические свойства металла по ширине одинаковы. Максимум температуры будет наблюдаться в центральной части полосы и минимум - у кромок (так как вода удаляется через кромки полосы), при этом перепад температур не превышает 20-40°С. Следовательно, как отмечено выше, известные способы организации подачи воды на поверхность полосы при горячей прокатке не позволяют обеспечить переменный тепловой профиль полосы, а следовательно, и пропорциональное ему заданное изменение толщины в поперечном направлении.

Заявляемое техническое решение позволяет на обеих поверхностях полосы обеспечить требуемую разность температур между центральными и прикромочными участками полосы за счет возможности предупреждения попадания воды в заданную зону в центральной части полосы с постепенным увеличением количества попадаемой воды к краям полосы. После прокатки в первой клети чистовой группы стана (нечетный проход), поверхность полосы имеет равномерный тепловой профиль. Далее во втором (четном) проходе ограничение подачи воды в центральную по ширине часть полосы способствует обеспечению заданного переменного теплового профиля ее поверхности. Поверхность такой полосы будет обладать разными механическими свойствами по ширине раската (например, предел текучести такой полосы минимальный в центральной части и монотонно увеличивается к ее кромкам). В таком случае, полоса, имея указанный выше переменный тепловой профиль и попадая в прокатную клеть чистовой группы стана (как указано, в четных проходах), получает максимальное обжатие в ее центральных и минимальное в прикромочных участках. В результате в поперечном направлении в полосе образуется равномерный профиль сечения. Далее поверхность полосы подвергается равномерному охлаждению по ширине в следующем, т.е. нечетном пропуске и т.д. Таким образом, обеспечивается возможность оперативного управления толщиной горячекатаного раската по его ширине, что позволяет получить минимально возможную поперечную разнотолщинность.

Кроме того, в заявляемом способе горячей прокатки, представляющем собой вариант теплового профилирования, исключаются недостатки традиционно используемого станочного профилирования валковых систем листовых станов горячей прокатки, направленных на формирование переменной выпуклости профиля поперечного сечения полосы. Тепловое профилирование организуется указанным выше чередованием управляемого переменного и равномерного охлаждения полосы перед клетью и последующей прокатки.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ горячей прокатки полос не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа.

На широкополосном стане 2500 горячей прокатки прокатывается полоса из стали марки 65Г размером 3,0×1250 мм.

Сляб, нагретый до требуемой температуры 1280±20°С, поступает на широкополосный стан горячей прокатки, имеющий в своем составе черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройствами межклетевого охлаждения, а также отводящий рольганг с охлаждающими секциями и моталки. После прокатки в черновой группе клетей широкополосного стана, раскат, имеющий температуру 1080±20°С направляется по промежуточному рольгангу в чистовую группу клетей, где полоса одновременно заполняет очаг деформации нескольких клетей. Перед попаданием в первую рабочую клеть чистовой группы (нечетный проход) полоса проходит чистовой гидросбив, где вода на поверхность полосы подается равномерно по всей ее ширине. Затем полоса поступает во вторую клеть (четный проход), где непосредственно на входной стороне очага деформации ограничивается подача воды в центральную по ширине часть верхней и нижней поверхности полосы. Таким образом, формируется локальная зона, шириной 300-450 мм, защищенная от попадания воды на поверхность полосы. При этом вода подается только в прикромочные участки. При этом максимум температуры будет в центральной ее части, а минимум - у кромок полосы. Такое переменное распределение температуры по ширине полосы позволяет обеспечить минимальный предел текучести в центральных участках полосы (из-за меньшей степени охлаждения по отношению к краевым участкам), монотонно увеличивающийся к краям полосы. Таким образом, полоса, попадая в очаг деформации (четный проход), примет поперечное сечение, аналогичное ее тепловому профилю. Далее полоса поступает в следующий (нечетный) проход, перед которым осуществляют равномерную по всей ширине полосы подачу воды. После прокатки в последней чистовой клети полоса подается на отводящий рольганг к моталкам, где сматывается в рулон при температуре 580-620°С.

Полученные свойства в горячекатаных полосах, прокатанных по заявляемому способу и прототипу на широкополосном стане 2500 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" представлены в таблице.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ горячей прокатки полос работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.

Заявляемый способ может найти широкое применение для производства широкого горячекатаного подката с регламентируемой формой поперечного сечения, например, при производстве подката для жести "двойной" ширины.

Так, при продольном роспуске широких полос на две равные по ширине полосы, полученные по традиционным способам горячей прокатки с чечевицеобразной формой поперечного сечения полосы после роспуска будут иметь форму с клиновидным поперечным сечением. Прокатка такого подката на непрерывных станах холодной прокатки приводит к появлению трудноразрешимых технологических проблем, особенно при производстве жести толщиной 0,25 мм и менее, многочисленным порывам, снижению скорости прокатки и т.д. Именно этот факт сдерживает развитие прокатки широкого горячекатаного подката для жести "двойной ширины". А применение производства узких полос в качестве подката для жести существенно (практически в 2 раза) снижает производительность широкополосных станов горячей прокатки.

Эти явления можно исключить, формируя заранее заданную переменную толщину и механические свойства по ширине горячекатаного подката путем управления охлаждением и последующей горячей прокатки в чистовых проходах стана горячей прокатки.

Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".