ПРОКАТКА ПРОКАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА
ROLLED MATERIAL ROLLING

Изобретение касается способа прокатки прокатываемого материала с помощью реверсивной прокатной клети, при этом прокатываемый материал попеременно в двух противоположных друг другу направлениях прокатки направляется через межвалковый зазор между двумя рабочими валками реверсивной прокатной клети. В контактной зоне, в которой прокатываемый материал прилегает к рабочим валкам, вводится смазочное средство, например, смазочное масло, для смазки контактной зоны, и на прокатываемый материал и/или рабочие валки наносится охлаждающее средство. Смазочное средство выпускается в смеси с газом-носителем, причем эта смесь распыляется на рабочие валки и/или на прокатываемый материал исключительно на выходной стороне прохода прокатки, на которой прокатываемый материал выходит из межвалкового зазора.
Изобретение касается также прокатного устройства для прокатки прокатываемого материала с помощью реверсивной прокатной клети, включающего в себя
- реверсивную прокатную клеть, имеющую два рабочих валка;
- по меньшей мере одну распылительную балку, которая предназначена для того, чтобы распылять смесь из смазочного средства и газа-носителя на рабочий валок и/или на прокатываемый материал;
- по меньшей мере одну охлаждающую балку, которая предназначена для того, чтобы выпускать охлаждающее средство на рабочий валок и/или на прокатываемый материал; и
- блок управления, который предназначен для того, чтобы управлять каждой распылительной балкой таким образом, чтобы смесь из смазочного средства и газа-носителя выпускалась исключительно на выходной стороне прохода прокатки.
В реверсивной прокатной клети для уменьшения толщины прокатываемого материала прокатываемый материал поочередно в двух противоположных друг другу направлениях прокатки пропускается через межвалковый зазор между двумя вращающимися рабочими валками. Прокатываемый материал представляет собой, как правило, металлическую прокатываемую полосу. Прохождение прокатываемого материала через межвалковый зазор называется проходом прокатки. Причем при первом проходе прокатки прокатываемый материал входит в межвалковый зазор с относительно высокой шероховатостью от травления, которая после этого продолжает сглаживаться при каждом следующем проходе прокатки. Соответственно этому, трение прокатываемого материала с рабочими валками в первых проходах прокатки высоко. Следствием являются высокие усилия прокатки, а также негативные воздействия продукта истирания при прокатке на чистоту полосы прокатываемого материала. Слишком высокие усилия прокатки в реверсивной прокатной клети при определенных обстоятельствах приводят к более высокому количеству необходимых проходов прокатки и вместе с тем к более продолжительным периодам производства. Слишком высокие коэффициенты трения могут также приводить вообще к невозможности изготовления особенно тонких продуктов, так как из-за упругой деформации валков, начиная с определенной толщины прокатываемого материала, дальнейшее уменьшение толщины невозможно. Низкая чистота полосы имеет следствием сниженное качество продукта (в случае холоднокатаного конечного продукта) или, соответственно, дополнительные издержки на последующих этапах обработки (в случае отожженного и/или оцинкованного конечного продукта). Для уменьшения трения прокатываемого материала с рабочими валками, межвалковый зазор, как правило, смазывается. Далее, рабочие валки, как правило, охлаждаются для уменьшения температуры и износа рабочих валков.
EP 2 651 577 B1 раскрывает способ и устройство для нанесения смазочного средства при прокатке металлической прокатываемой полосы, которая пропускается в межвалковом зазоре между двумя рабочими валками. При этом в распылительном устройстве создается смесь из смазочного средства и газа-носителя, и эта смесь с помощью распылительных форсунок наносится на поверхность по меньшей мере одного рабочего валка и/или на поверхность прокатываемой полосы.
EP 3 092 088 B1 раскрывает способ и устройство для нанесения смазочного масла при прокатке металлического плоского прокатываемого материала в прокатной клети. Для этого это смазочное масло посредством сжатого воздуха распыляется с получением аэрозоля, который посредством нескольких расположенных рядом друг с другом разбрызгивающих форсунок разбрызгивается на прокатываемый материал и/или по меньшей мере валок прокатной клети.
WO 2013/029886 A1 раскрывает реверсивный прокатный стан, при этом полосовой прокатываемый материал в последовательности проходов с изменяющимся направлением прохождения направляется через реверсивную прокатную клеть и после каждого прохода наматывается на моталку, при этом с помощью устройств, расположенных между реверсивной прокатной клетью и каждой моталкой, на прокатываемый материал наносится из форсунок чистое прокатное масло в виде масляно-воздушной смеси. При этом нанесение прокатного масла осуществляется отдельно от нанесения на рабочие валки и/или прокатываемый материал охлаждающего средства на предшествующем каждому проходу прокатки рабочем этапе. Благодаря этому, а также благодаря осуществляющемуся при каждом процессе наматывания разравниванию смазочного средства, находящегося на прокатываемом материале, может предпочтительно уменьшаться применяемое количество прокатного масла.
В основе изобретения лежит задача, предложить улучшенный способ и улучшенное прокатное устройство для прокатки прокатываемого материала с помощью реверсивной прокатной клети.
Задача в соответствии с изобретением решается с помощью способа с признаками п.1 формулы изобретения и прокатного устройства с признаками п.10 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
При предлагаемом изобретением способе прокатки прокатываемого материала охлаждающее средство выпускается на рабочие валки и/или на прокатываемый материал исключительно на входной стороне прохода прокатки, на которой прокатываемый материал входит в межвалковый зазор. Так как каждые два следующих друг за другом прохода прокатки имеют различные направления прокатки, входная сторона прохода прокатки является стороной реверсивной прокатной клети, которая является выходной стороной следующего за ним прохода прокатки, а выходная сторона прохода прокатки является стороной реверсивной прокатной клети, которая является входной следующего за ним прохода прокатки.
Другими словами, изобретение предусматривает смазывание смазочным средством прокатываемого материала при прокатке в реверсивной прокатной клети только на выходной стороне и охлаждение охлаждающим средством только на входной стороне, при этом смазочное средства в смеси (аэрозоле) с газом-носителем распыляется на рабочие валки и/или на прокатываемый материал. Предпочтительно смазочное средство наносится только на рабочие валки, потому что при этом из реверсивной прокатной клети выносится меньше смазочного средства, что снижает расход смазочного средства. Нанесение смазочного средства путем распыления на рабочие валки и/или прокатываемый материал смеси из смазочного средства и газа-носителя, например, по сравнению с нанесением смазочной эмульсии, имеет то преимущество, что смазочное средство может очень целенаправленно наноситься только на определенные области поверхности рабочих валков и/или прокатываемого материала, чтобы концентрировать нанесение смазочного средства на контактной зоне, в которой прокатываемый материал прилегает в межвалковом зазоре к рабочим валкам. Благодаря этому смазка может, в частности, уменьшаться до минимального количества смазки (англ. так называемого Minimum Quantity Lubrication) минимальным количеством смазочного средства.
Выпуск охлаждающего средства на рабочие валки и/или на прокатываемый материал только на входной стороне препятствует выносу увеличенных количеств охлаждающего средства из реверсивной прокатной клети на выходной стороне, что может происходить именно при повышенных скоростях прокатки прокатываемого материала из-за инерции массы охлаждающего средства. Распыление на рабочие валки и/или на прокатываемый материал смеси из смазочного средства и газа-носителя только на выходной стороне учитывает, что при распылении на входной стороне и одновременном выпуске на входной стороне охлаждающего средства на рабочие валки и/или на прокатываемый материал охлаждающее средство может препятствовать достижению смесью из смазочного средства и газа-носителя рабочих валков и/или прокатываемого материала. При этом используется то, что смазочное средство, которое наносится путем распыления на рабочие валки и/или прокатываемый материал смеси из смазочного средства и газа-носителя, лучше прилипает к рабочим валкам и/или к прокатываемому материалу, чем, например, смазочное средство, которое наносится эмульсией, так что не требуется вывод охлаждающего средства на входной и выходной стороне, так как нанесенное на выходной стороне смазочное средство вследствие своего прилипания действует также на входной стороне.
В качестве охлаждающего средства применяется, например, вода или охлаждающая эмульсия. Охлаждающая эмульсия содержит, например, прокатное масло, имеющее долю охлаждающей эмульсии меньше десяти объемных процентов. Далее, охлаждающее средство может содержать по меньшей мере один эмульгатор, который препятствует разделению компонентов (например, воды и прокатного масла) охлаждающей эмульсии и улучшает прилипание смазочного средства к рабочим валкам и/или к прокатываемому материалу. Применение чистой воды в качестве охлаждающего средства имеет по сравнению с применением охлаждающей эмульсии то преимущество, что может поддерживаться более низкая температура охлаждающего средства, чем при эмульсионном охлаждении (охлаждающая эмульсия требует определенной минимальной температуры), благодаря чему улучшается охлаждающее действие. Кроме того, при чистом водяном охлаждении отпадают издержки (инсталляция, текущие эксплуатационные расходы) приготовления и регенерации охлаждающей эмульсии. Посредством подмешивания эмульгатора, который улучшает прилипание смазочного средства к рабочим валкам и/или к прокатываемому материалу, может предпочтительно дополнительно снижаться потребность в смазочном средстве.
Далее, может быть предусмотрено, чтобы смесь из смазочного средства и газа-носителя распылялась на рабочие валки и/или на прокатываемый материал только при пропускании прокатываемого материала через межвалковый зазор в одном из двух направлений прокатки. Поэтому распылительные балки для выпуска смеси должны располагаться только на одной стороне реверсивной прокатной клети.
Альтернативно может быть предусмотрено, чтобы смесь из смазочного средства и газа-носителя при пропускании прокатываемого материала через межвалковый зазор распылялась на рабочие валки и/или на прокатываемый материал в двух направлениях прокатки. Это требует распылительных балок для выпуска смеси на обеих сторонах реверсивной прокатной клети, однако обеспечивает возможность более гибкой смазки, так как при любом проходе прокатки смазочное средство может наноситься на рабочие валки и/или на прокатываемый материал на выходной стороне.
Далее, может быть предусмотрено, чтобы при первом пропускании прокатываемого материала через межвалковый зазор (то есть при первом проходе прокатки) головная часть прокатываемого материала, которая является первой областью прокатываемого материала, пропускаемой через межвалковый зазор, пропускалась через межвалковый зазор с более низкой скоростью, чем остальная область прокатываемого материала. При этом может быть также предусмотрено, чтобы при первом пропускании головной части прокатываемого материала через межвалковый зазор на рабочие валки и/или на прокатываемый материал не выпускалось охлаждающее средство. При этом варианте осуществления изобретения вследствие более медленного пропускания головной части прокатываемого материала через межвалковый зазор при первом проходе прокатки возникает не такая высокая потребность в охлаждении, как при пропускании с более высокой скоростью. Благодаря этому можно обходиться без охлаждения во время заправки прокатываемого материала в реверсивную прокатную клеть. Это, как правило, не представляет собой проблемы, так как головная часть прокатываемого материала чаще всего и так уже имеет пониженное качество и поэтому отсекается.
У предлагаемого изобретением прокатного устройства для выполнения предлагаемого изобретением способа блок управления предназначен для того, чтобы управлять каждой охлаждающей балкой таким образом, чтобы охлаждающее средство выпускалось исключительно на входной стороне прохода прокатки.
Предлагаемое изобретением прокатное устройство обеспечивает возможность выполнения предлагаемого изобретением способа. Поэтому преимущества предлагаемого изобретением прокатного устройства соответствуют уже названным выше преимуществам предлагаемого изобретением способа.
В одном из вариантов осуществления прокатного устройства все распылительные балки расположены на одной и той же стороне реверсивной прокатной клети. Этот вариант осуществления прокатного устройства по сравнению с расположением распылительных балок на обеих сторонах реверсивной прокатной клети компактен, менее трудоемок и менее затратен, и учитывает, что благодаря уже рассмотренному выше хорошему прилипанию смазочного средства к рабочим валкам и/или к полосовому материалу, как правило, можно обходиться без смазки при каждом проходе прокатки.
В другом варианте осуществления прокатного устройства по меньшей мере на одной стороне реверсивной прокатной клети расположены по меньшей мере одна распылительная балка и по меньшей мере одна охлаждающая балка.
В другом варианте осуществления прокатного устройства по меньшей мере на одной стороне реверсивной прокатной клети расположены по меньшей мере одна распылительная балка над плоскостью прокатываемого материала, в которой перемещается прокатываемый материал, и по меньшей мере одна распылительная балка под плоскостью прокатываемого материала. Далее, по меньшей мере на одной стороне реверсивной прокатной клети может быть расположена по меньшей мере одна охлаждающая балка над плоскостью прокатываемого материала и по меньшей мере одна охлаждающая балка под плоскостью прокатываемого материала. Эти варианты осуществления прокатного устройства предпочтительно обеспечивают возможность смазки и/или охлаждения рабочих валков и/или прокатываемого материала на двух сторонах прокатываемого материала.
Вышеописанные свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также каким образом они достигаются, становятся яснее и отчетливее понятны в контексте последующего описания примеров осуществления, которые поясняются подробнее со ссылкой на чертежи. При этом показано:
фиг.1: схематично вид сбоку первого примера осуществления предлагаемого изобретением прокатного устройства;
фиг.2: схематично вид сбоку второго примера осуществления предлагаемого изобретением прокатного устройства.
Соответствующие друг другу части на фигурах снабжены одними и теми же ссылочными обозначениями.
На фиг.1 схематично показан вид сбоку первого примера осуществления предлагаемого изобретением прокатного устройства 1 для прокатки прокатываемого 2 материала. Прокатываемый материал 2 представляет собой металлическую прокатываемую полосу, например, стальную полосу, толщина которой уменьшается вследствие прокатки. Прокатное устройство 1 включает в себя реверсивную прокатную клеть 3, две распылительные балки 5, 6, четыре охлаждающие балки 9-12 и блок 27 управления.
Реверсивная прокатная клеть 3 имеет два расположенных друг над другом рабочих валка 23, 24 и два опорных валка 25, 26, при этом один опорный валок 25 расположен над двумя рабочими валками 23, 24, а другой опорный валок 26 под двумя рабочими валками 23, 24. Два рабочих валка 23, 24 находятся на расстоянии межвалкового зазора 17 друг от друга.
Для прокатки прокатываемого 2 материала рабочие валки 23, 24 приводятся во вращение, и прокатываемый материал 2 пропускается поочередно через вращающиеся рабочие валки 23, 24 в двух противоположных друг другу направлениях через межвалковый зазор 17. На фиг.1 показан проход прокатки, при котором прокатываемый материал 2 пропускается через межвалковый зазор 17 слева направо, так что левая сторона реверсивной прокатной клети 3 является входной стороной прохода прокатки, а правая сторона реверсивной прокатной клети 3 является выходной стороной прохода прокатки. При следующем за ним проходе прокатки прокатываемый материал 2 пропускается через межвалковый зазор 17 справа налево, так что правая сторона реверсивной прокатной клети 3 является входной стороной прохода прокатки, а левая сторона реверсивной прокатной клети 3 является выходной стороной прохода прокатки.
Распылительные балки 5, 6 расположены на одной стороне реверсивной прокатной клети 3, при этом распылительная балка 5 расположена над плоскостью 19 прокатываемого материала, в которой перемещается прокатываемый материал 2, а другая распылительная балка 6 расположена под плоскостью 19 прокатываемого материала. Каждая распылительная балка 5, 6 предназначена для того, чтобы распылять смесь 20 (аэрозоль) из смазочного средства 21, например, смазочного масла, и газа-носителя на поверхность рабочего валка 23, 24. Для создания смеси 20 каждая распылительная балка 5, 6 имеет не изображенное подробно распылительное устройство, в которое подается смазочное средство 21 и газ-носитель, и которое распыляет смазочное средство 21 в газе-носителе. Для выпуска смеси 20 каждая распылительная балка 5, 6 имеет тоже не изображенные подробно распылительные форсунки, которые предназначены для того, чтобы распылять смесь 20 на поверхность рабочего валка 23, 24.
Охлаждающие балки 9-12 расположены с обеих сторон реверсивной прокатной клети 3, при этом на каждой стороне реверсивной прокатной клети 3 расположена одна охлаждающая балка над плоскостью 19 прокатываемого материала и одна охлаждающая балка под плоскостью 19 прокатываемого материала. Каждая охлаждающая балка 9-12 предназначена для того, чтобы выпускать охлаждающее средство 22 на поверхность рабочего валка 23, 24 и/или поверхность прокатываемого 2 материала. Для этого каждая охлаждающая балка 9-12 имеет, например, не изображенные подробно разбрызгивающие форсунки, через которые может выпускаться охлаждающее средство 21. Охлаждающее средство 22 представляет собой, например, воду или охлаждающую эмульсию, которая содержит воду и прокатное масло, при этом содержание масла в охлаждающей эмульсии составляет меньше десяти объемных процентов. Далее, охлаждающее средство 22 может содержать по меньшей мере один эмульгатор, который улучшает прилипание смазочного средства 21 к рабочим валкам 23, 24 и/или к прокатываемому материалу 2.
Управление распылительными балками 5, 6 и охлаждающими балками 9-12 может осуществляться с помощью блока 27 управления. Этот блок 27 управления предназначен для того, чтобы управлять распылительными балками 5, 6 и охлаждающими балками 9-12 таким образом, чтобы смесь 20 распылялась на рабочие валки 23, 24 исключительно на выходной стороне прохода прокатки, а охлаждающее средство 22 выпускалось на рабочие валки 23, 24 и/или на прокатываемый материал 2 исключительно на входной стороне прохода прокатки. То есть, так как в показанном на фиг.1 примере осуществления распылительные балки 5, 6 расположены только на одной стороне реверсивной прокатной клети 3, в этом примере осуществления смесь 20 распыляется на рабочие валки 23, 24 только по большей мере при каждом втором проходе прокатки.
Предпочтительно также при первом проходе прокатки головная часть прокатываемого материала 2, которая является первой областью прокатываемого материала 2, пропускаемой через межвалковый зазор 17, пропускается через межвалковый зазор 17 с более низкой скоростью, чем остальная область прокатываемого 2 материала, и при первом пропускании головной части прокатываемого материала через межвалковый зазор 17 на рабочие валки 23, 24 и/или на прокатываемый материал 2 не выпускается охлаждающее средство.
На фиг.2 схематично показан вид сбоку второго примера осуществления предлагаемого изобретением прокатного устройства 1 для прокатки прокатываемого 2 материала. Этот пример осуществления отличается от показанного на фиг.1 первого примера осуществления только количеством и расположением распылительных балок 5-8. Во втором примере осуществления на каждой стороне реверсивной прокатной клети 3 расположена распылительная балка 5, 7 и охлаждающая балка 9, 11 над плоскостью 19 прокатываемого материала и распылительная балка 6, 8 и охлаждающая балка 10, 12 под плоскостью 19 прокатываемого материала.
Блок 27 управления, аналогично первому примеру осуществления, предназначен для того, чтобы управлять распылительными балками 5-8 и охлаждающими балками 9-12 таким образом, чтобы смесь 20 распылялась на рабочие валки 23, 24 исключительно на выходной стороне прохода прокатки, а охлаждающее средство 22 выпускалось на рабочие валки 23, 24 и/или на прокатываемый материал 2 исключительно на входной стороне прохода прокатки. Так как в показанном на фиг.2 примере осуществления распылительные балки 5-8 расположены на обеих сторонах реверсивной прокатной клети 3, в отличие от показанного на фиг.1 примера осуществления смесь 20 может распыляться на рабочие валки 23, 24 при каждом проходе прокатки. На фиг.2, как и на фиг.1, показан проход прокатки, при котором прокатываемый материал 2 пропускается через межвалковый зазор 17 слева направо, так что входная сторона прохода прокатки является левой стороной реверсивной прокатной клети 3, а выходная сторона прохода прокатки является правой стороной реверсивной прокатной клети 3. Соответственно этому, распыление смеси 20 на рабочие валки 23, 24 при этом проходе прокатки осуществляется только распылительными балками 5, 6, расположенными справа от реверсивной прокатной клети 3, а охлаждающее средство 22 выпускается на рабочие валки 23, 24 и/или прокатываемый материал 2 только охлаждающими балками 11, 12, расположенными слева от реверсивной прокатной клети 3.
Хотя изобретение было более подробно проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительных примерах осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалистом могут выводиться отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Прокатное устройство
2 Прокатываемый материал
3 Реверсивная прокатная клеть
5-8 Распылительные балки
9-12 Охлаждающие балки
17 Межвалковый зазор
19 Плоскость прокатываемого материала
20 Смесь
21 Смазочное средство
22 Охлаждающее средство
23, 24 Рабочий валок
25, 26 Опорный валок
27 Блок управления