Способ охлаждения листового проката в потоке стана — SU 1768342 (original) (raw)
)5 В 21 В 45/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ улирования длины зоны дения пропорционально и дальнейшее охлаждего охлаждения, причем аждения изменяют пряно скорости прокатки. ении скорости прокатки лину зоны водяного охт на 5 - 0 м, Способ по- качество металла путем нических свойств по длиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИСТОВОГОПРОКАТА В ПОТОКЕ СТАНА(57) Сущность изобретения: способ включает предварительное охлаждение полосы на Изобретение относится к области листопрокатного производства и может быть использовано при прокатке и охлаждении полос на широкополосных станах горячей и ро катки (Ш С ГП).Известен способ охлаждения горячекатаных стальных полос на ШСГП, включаощий предварительное охлаждение их на воздухе после выхода из последней клети чистовой группы ШСГП и последующее ускоренное охлаждение водой на отводящем рольганге ШСГП перед смоткой в рулоны,Недостатком этого способа является то, что при прокатке полос различных тол щин и марок стали размерно-марочного сортамента широкополосного стана с изменением скорости прокатки как по длин каждой полосы, так и от полосы к полосе изменяется время прохождения полосой зон воздушного и водяного охлаждения,В результате протекающая за этот промежуток времени первичная рекристаллизация зерен прерывается при достижении воздухе путем рег воздушного охлаж скорости прокатки ние в зоне водяно длину водяного охл мо пропорциональ При этом при измен на каждые 1 м/с д лаждения изменяю зволяет повысить стабилизации меха не полосы. 2 табл. зоны ускоренного охлаждения водои для различных участков полосы на разных стадиях, что приводит к неоднородности размера зерен и механических свойств по всей длине полосы в рулоне.Известен также способ охлаждения горячекатаных полос, предусматривающий заданную скорость охлаждения каждой части полосы независимо от скорости движения полосы, При этом невключенные охлаждающие секции находятся между частью включенных охлаждающих секций,Недостаток известного способа заключается в том, что он, во-первых, не обеспечивает одинаковых температурных значений прекращения первичной рекристаллизации при достижении зоны водяного охлаждения полос с различной скоростью прокатки, и,во-вторых, не обеспечивается равномерность фазовых превращений в металле по длине полосы за счет наличия зон воздушного охлаждения на участках водяного охлаждения полосы, и следовательно,5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 понижается качество металла за счет увеличения неравномерности механических свойств стали по длине полос при их прокатке как одной толщины, так и различных толщин с различной скоростью.Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является известный способ охлаждения горячекатаных полос, включающий предварительнщ ох)рсдейие полосы на воздухе за счетр"еггфйровани длины зоны воздуширгр охлаЪДЪММфопорционально скфосТй прокатки и.уофедующее охлаждениЕ в регулируемой"по расположению на отводящем рольганге при постоянной длине зоны водяного охлаждения.Недостаток известного способа состоит в том, что он хотя и обеспечивает сохранение постоянным промежуткам времени охлаждения полосы на воздухе во время ускорений и замедлений стана при прокатке полос одной толщины, однако при сохранении общей длины зоны водяного охлаждения постоянной время водяного охлаждения каждого участка полосы при изменении скорости прокатки (при прокатке с ускорением или замедлением для полос одной толщины или при изменении скорости прокатки для полос различных толщин) будет различно и изменяться обратно пропорционально скорости движения полосы, В таких условия скорость охлаждения полос водой будет непостоянна, что приведет к отклонениям температуры смотки различных участков полос по длине. Это приведет к неоднородности механических свойств стали по длине полосы и ухудшит ее качество.Целью настоящего изобретения является повышение качества металла путем стабилизации механических свойств по длине полосы и получения равномерной структуры,Поставленная цель достигается тем, что длину зоны водяного охлаждения изменяют прямо пропорционально скорости прокатки, причем при изменении этой скорости на каждый 1,0 м/с длину зоны водяного охлаждения изменяют на 5 - 10 м,Предлагаемый способ включает предварительное охлаждение полосы на воздухе путем регулирования длины зоны воздушного охлаждения пропорционально скорости прокатки и последующее охлаждение в регулируемой зоне водяного охлаждения,Отличается предлагаемый способ от прототипа тем, что длину зоны водяного охлаждения изменяют прямо пропорционально скорости прокатки, причем при изменении этой скорости на каждый 1,0 м/с длину зоны водяного охлаждения изменяютна 5 - 10 м.Сравнительный анализ известных способов и заявляемого не обнаружил у нихсходных признаков. Следовательно, заявляемый способ обладает существенными отличиями.Диапазон изменения длины зоны охлаждения на каждый 1,0 м/с скорости прокатки, равный 5 - 10 м, определен расчетнымпутем и проверен в процессе проведенияэкспериментального опробования предлагаемого способа в условиях Н Ш С 2000НЛМК.Способ осуществляют следующим образом.На ШСГП устройство для ускоренногоохлаждения полосы водой состоит из рядасекций, При ускорении, например, при прокатке от переднего к заднему концу полосодной толщины последовательно отключают передние ряды секций водяного охлаждения, При этом, хотя расстояние междупоследней клетью стана и первой секциейводяного охлаждения увеличивается, времяохлаждения полосы на воздухе за счет увеличения ее скорости сохраняется стабильным и начало ускоренного охлажденияполосы водой происходит при постояннойтемпературе по всей длине полосы,При охлаждении полосы водой длиназоны водяного охлаждения изменяется пропорционально изменению скорости прокатки, Это осуществляется путем включениясоответствующих секций водяного охлаждения. При этом время охлаждения водойкаждого участка полосы по длине, а следовател ьно, и скорость охлаждения, будут одинаковыми, что обеспечивает формированиеоднородной структуры по длине полос одной толщины.По известному способу (авт,св, М598672), когда общая длина зоны водяногоохлаждения остается постоянной, время охлаждения каждого участка полосы по длине,а следовательно, и скорость охлаждения будет неодинаковой для участков полосы, прокатываемых с различной скоростью, чтобудет приводить к отклонениям температуры смотки по длине полосы и формированию неодинаковой структуры имеханических свойств стали по длине поло-сы, тем самым ухудшая качество металла,Например, при прокатке полосы толщиныЬ=2 мм с ускорением а =0,3 м/с длина эоныводяного охлаждения будет составлять поизвестному способу 100 м. Тогда при скорости прокатки переднего участка полосыЧг= 12 м/с скорость прокатки заднего участка будетсоставлять Чз=Чв+ ат, Переднийучасток будет находиться в зоне водяногоохлаждения т 1 =100 м12 м с= 8,3 с. Скоростьпрокатки заднего участка полосы составитЧз = 12 м/с+ 0,3 м/с 8,3 с =-14,5 м/с, а время 5его нахождения взоне водяного охлажде 100 мния тг =-д -- и - 8,9 с,Зааремясг=8,314,5 м сс при средней скорости охлаждения полосыв зоне водяного охлаждения 25 С/с передний участок полосы потеряет температуруТ = Чохл,о 1 = 25 С/с 8,3 с=207,5 С и притемпературе конца прокатки Ткп, например890 С, температура смотки переднего участка полосы составит Т 88 = Тхп - Т = 890 - 15207,5 = 682,5 С, Задний же участок за времятг = 6,9 с при той же средней скорости охлаждения полосы 25 С/с потеряет температуруТ=Чохд юг=25 С/с 6,9 с =172,5 С иего температура смотки при Тхп = 890 Ссоставит Тсм= Ткп Т = 890 - 172,5= 717,5 С.Это приведет к различию в механическихсвойствах стали по длине полос (более высокие свойства на голове полосы за счетболее низкой температуры смотки и болеенизкие свойства на хвосте полосы за счетболее высокой температуры смотки),Аналогично при прокатке полос различной толщины, когда скорость их прокаткиизменяется в широких пределах (от 1,0 до20 м/с) постоянство длины зоны водяногоохлаждения приведет к значительным перепадам температур смотки (до 250-300 С)между рулонами различных плавок, что может привести в конечном итоге к отбраковке 35всего металла по механическим свойствам,Согласно предлагаемому способу длинуэоны водяного охлаждения изменяют прямо пропорционально скорости движенияполосы. В результате время нахождения 40каждой точки поверхности полосы в зонеохлаждения (время охлаждения) при переменной скорости ее движения остается постоянным, т.е, для каждой точкиповерхности полосы выполняется условиеОХЛ1оОХД = К = сопзгде Гохл - время охлаждения каждой точки 50поверхности полосы, с;охл - ДЛИНа ЗОНЫ ВОДЯНОГО ОХЛажДЕНИЯ,м;Чпр - скорость движения полосы, м/с;К - коэффициент, зависящий отмарки 55 стали и толщины полосы.Максимальная длина зоны водяного охлаждения составляет 100 м (на отводящем рольганге ШСГП 2000 НЛМК), При максимальной скорости прокатки полос минимальной толщины (йасин = 2 мм) порядка 20м/с время охлаждения полос водой соста 100 маит --- 7 - = 8 с, Длл полос максимальнойм столщины (Ьмахс = 16 мм) при скорости ихпрокатки 1,3 м/с время охлаждения полосводой также должно составлять 5 с. Тогдаминимальная длина збны" водяного охлаждения составит 5 с 1,3 м/с = 7 м. Такимобразом, изменение длины эоны водяного охлаждения составит (100-7) = 93 м,при этом скоростьпрокаТ-ки из"меняетсяна 19 м/с, т.е, на изменение Чпр на каждый1 м/с длина зоны водяного охлаждения изменяется на 5 м,Температура смотки полос любой толщины изменяется в пределах 40 - 50 С (например, Тм = 620-660 С), Для обеспеченияэтого температурного интервала длина зоны водяного охлаждения должна изменяться в пределах 5 - 10 м, т,е. при изменениидлины зоны водяного охлаждения на 5 мобеспечивается максимальная температурасмотки, а при изменении длины зоны водяного охлаждения на 10 м обеспечиваетсяминимальная температура смотки.Уменьшение эоны менее 5 м или увеличение зоны водяного охлаждения более 10м приведет к тому. что температура смоткиметалла изменится более чем на 50 С, чтоприведет к значительной неравномерностисвойств по длине готового проката,Аналогично при прокатке с ускорением полос одной толщины. Если, например, скорость переднего участка полосытолщиной 5 мм составляет 8 м/с и ускорение а = 0,3 м/с, то тогда при длине зоныгводяного охлаждения 65 м на переднем конце время его охлаждения составит85 м= 8 с и скорость заднего участкаполосы будет 8 м/с+ 0,3 м/с 8 с = 10,5 м/с,длина зоны водяного охлаждения на заднемучастке полосы составит (77,5-90) м, т.е, увеличится с 65 м (при Чпр = 8 м/с) до (77,5 - 90) м(при Чпр = 10,5 м/с).П р и м е р. В качестве примера выполнения способа с данными по достижениюцели приведем реализацию его в условияхШСГП 2000 НЛМК. Из анализа сопоставительных результатов, представленных втабл.1, опробование предложенного способа и известного (прототипа) следует, чтопредложенный способ обеспечивает при изменении скорости прокатки от полосы к полосе требуемую величину температурысмотки и, следовательно, механическихсвойств стали. Так, при прокатке полос тол1768342 Таблица 1 Результаты охлаадения листового проката по известному и предлагаемому (изменение скорости от полосы к полосе) способам применительно к ШСГП 2000 (Сталь 3 сп) Теиператураконцапрокатки, С Толщина полосы мм Длинаэонывоздушного охпаадения, м Изменение длины эоны охлаадения на каалый м/с скорос" ти Опыт Скоростьпрокатки,и/с Длина зоны водяного охлаадения, м 1" 2 860 8855 12 3 2 860 12 Мф" 2 865 12 60 90 90 90 65 я 5 65 85 6 яО 690 650 620 220 335 175 290 210 330 230 305 25,0 295 2 Ь 5 23,5 510%Известный способ,фьПреллагаемый способ,щиной 2 мм при изменении скорости прокатки с 8 до 12 м/с по известному способу, когда длина зоны водяного охлаждения постоянна (опыты 1 и 2) не обеспечивается требуемая температура смотки (опыт 2), что приводит к неравномерности механических свойств стали, прокатанной с различной скоростью (требования ТУ для стали толщиной 2 мм по температуре смотки 610 - 660 С). По предлагаемому способу (опыт 3 и 4) длину зоны водяного охлаждения увеличивали в зависимости от изменения скорости прокатки, причем в опыте 3 на каждый 1 м/с увеличения скорости длина зоны водяного охлаждения увеличивалась на 5 м, а в опыте 4 - на 10 м. В этом случае стабилизировалась температура смотки (в рамках требований ТУ) и весь металл сдавался по механическим свойствам.Аналогично при прокатке полос с ускорением (табл.2) по известному способу(опыты 1 и 2), когда длина зоны водяного охлаждения была постоянной, температура смотки металла по длине полосы отличалась значительной неравномерностью, что приводило к большим перепадам свсйств по длине полос (неравномерность по Оп) составляла 35 - 40 Н/мм, по оь составляла 35 -г45 Н/мм, подб 5 - 4,5%, При регулйровании зоны водяного охлаждения в зависимости от изменения скорости прокатки каждой чат сти полосы по длине (опыты 3 и 4) температура смотки полос по длине была стабильной, находилась в пределах требований ТУ (на минимальном уровне - при изменении каждого 1 м/с скорости прокатки длину изменяли на 5 м - опыт 3 и на максимальном уровне - при изменении на 10 м - 5 опыт 4) и механические свойства были стабильны по длине полос (неравномерность составляла всего по оп 1 10 Н/мм, по оЬ 102Н/мм 2 и по дб 1 %)Предлагаемый способ при его использо вании позволяет стабилизировать температуру смотки полос при изменении скорости их прокатки, а также повысить качество металла за счетувеличения равномерности механических свойств как по длине полос 15 одной толщины, так и для полос различнойтолщины. Формула изобретения Способ охлаждения листового проката 20 в потоке стана, включающий предварительное охлаждение полосы на воздухе путем регулирования длины зоны воздушного охлаждения пропорционально скорости прокатки и последующее охлаждение в 25 регулируемой зоне водяного охлаждения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла путем стабилизации механических свойств по длине полосы и получения равномерной структуры, 30 длину зоны водяного охлаждения изменяютпрямо пропорционально скорости прокатки, причем при изменении скорости прокатки на каждые 1 м/с длину зоны водяного охлаждения изменяют на 5 - 10 м. Теиперзту- Неханические свойствара смотки,оС пРедел предел относитель"текучести прочности ное удлинеб, и/ммэ б, Н/ммз ние 8,1168342 11 1 1 1 1 11 1 й 1х 1а1 9 1о г 1, 1 111 С 1 О1-11 1 1 11 .1.1 1 1 1 1 11 х с ч Эох дФВ 331-С 3Ео вО хх хЭО ххоохоайс ххсЭ ХЭа 30 1 11 11йх11 13 11 1.а1 1 Э1 о1 1 Д11с1 о1 1а а ф а 3 Ч м р р р ф м м р р3 Ч С 3мх 11 1" 1 1 ф 1Ф х 1 1 1 Л3 1 М 193 ча 3-Х 19 1 Х 1 о 1 с ЭХ 1 с 1 В 1 С 1 а Е 1 О 1 СР . 11 1 1 1 1 1 1 й 1 х 1 1а р р Оъ 3 Ч 3 Ч 1 1 о 1 1 О 1 1 Е 1 а р ррл, к) л 1 11 1- а1 Е 1 Э 1аоЭ О1 С 331 Х1 Свхо13-211-11 а р л л о а С 3 Р ао ас йчх о х 1 ф Фзх е а Э а л О 3 Г;О11 с Оа лфо1х о1 Хс; о 1 -б О 111Ч,3 О 1 Л Л 133 1о х 1 й Е 1 2х оф й 3 О о о ох с с о е о1е ох хх ВС ф О ф ф О ъО 3 Сх хв оооКЕх св ор р О Ч 3 3 Ю