СИСТЕМА РЕГУЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ РАБОЧИХ ВАЛКОВ КЛЕТЕЙ ЧИСТОВОЙ ГРУППЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Полезная модель относится к металлургическому производству, и может быть использована для охлаждения поверхности рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана при производстве горячекатаных полос.
Использование устройств принудительного охлаждения поверхности рабочих валков позволяет регулировать тепловой профиль валков и поддерживать температуру их поверхности в пределах 70-100°С. Поддержание данного диапазона температуры поверхности рабочих валков позволяет стабилизировать свойства и геометрию горячекатаного проката, исключить явление «пережога» рабочих валков, а также значительно повысить производительность широкополосных станов горячей прокатки за счет увеличения заправочной скорости и поддержания высокого темпа прокатки. Это является особенно актуальным при производстве горячекатаного подката широкого сортамента (по геометрии и марочному составу), когда в чистовых промежутках не допустимо использование межклетевого охлаждения душированием поверхности полосы, например, при производстве подката для жести, особенно «двойной» ширины. Кроме того, система охлаждения рабочего валка не должна изменять температурный профиль полосы, определяемый технологией ее производства.
В настоящее время наибольшее распространение получили системы охлаждения поверхности рабочих валков клетей чистовой группы широкополосных станов горячей прокатки, в которых подача воды на поверхность валка осуществляется струями, инжектируемыми через сопла с входной и выходной сторон клети. При этом для исключения попадания воды на полосу над и под полосой размещается проводковая арматура с отбойниками воды.
5
Например, известно устройство для подачи смазки к валкам при горячей прокатке (см. Заявка №47-44867, Япония, МКИ В 21 В 45/02).
В данном устройстве на линии подачи горячей полосы смазка подается к валку по гибкой трубке, которая расположена между гибким скребком и гибким язычком, касающимся валка. Устройство закреплено на кронштейне. Таким образом, исключается попадание смазки на поверхность полосы.
Недостатками данного устройства является, во-первых, незначительная эффективность управления температурой поверхности бочки, и, во-вторых, возможное проскальзывание полосы в межвалковом зазоре. Кроме того, при прокатке широкого сортамента как по геометрии, так и по химическому составу достаточно сложно управлять толщиной подаваемой смазки.
5
Известно устройство охлаждения горячей полосы, включающее устройства одновременной подачи охладителя на полосу и смазки на отдельные участки валка (см. Заявка №54-10342, Япония, МКИ В 21 В 45/02). В указанном устройстве на кромочные участки поверхности бочек рабочих валков совместно с охладителем подают смазку, которая поступает через форсунки, закрепленные на направляющих линейках прокатной клети.
Недостатком этой системы является невозможность обеспечения заданного теплового профиля всей поверхности валка.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является система регулируемого охлаждения широкой полосы в клетях чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки, применяемая на стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК» (г.Магнитогорск) (см. Патент на полезную модель №40926. Опубл. в Бюл. №28, 2004 г.).
Известная система регулируемого охлаждения состоит из устройств дифференцированного охлаждения поверхности горячей полосы по ее ширине с жестко закрепленными коллекторами с рядами сопел, которые расположены под углом в поперечном направлении от оси прокатки.
Недостатком известной системы регулируемого охлаждения является невозможность управления температурой валка по его ширине, особенно, в условиях, когда применение межклетевого охлаждения недопустимо (например,
при прокатке подката для производства жести). В результате чего, возникает перегрев валка, приводящий к его «ожогу» и значительному износу.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение срока службы рабочих валков клетей чистовой группы стана горячей прокатки в условиях отсутствия межклетевого охлаждения полосы, повышение производительности широкополосного стана, расширение технологических возможностей системы регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы, а также повышение качества производимого проката.
Технический результат достигается за счет применения в системе регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки дополнительных устройств, позволяющих управлять тепловым профилем поверхности рабочего валка по его ширине путем дифференцируемой по ширине валка подачи охлаждающей воды непосредственно перед входом в очаг деформации в клетях чистовой группы стана.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что система регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки включает в себя управляющий клапан подачи охлаждающей воды в коллектора и расположенное с выходной стороны каждой из клетей чистовой группы стана устройство дифференцированного охлаждения поверхности рабочих валков, состоящее из жестко закрепленных над верхней и под нижней проводками коллекторов с рядами сопел, расположенными в поперечном направлении от оси прокатки, причем, проводки выполнены с щелевыми каналами, равномерно расположенными по их ширине, причем, суммарная площадь щелевых каналов нижних проводок вдвое превышает суммарную площадь щелевых каналов верхних проводок, при этом, суммарная площадь щелевых каналов проводок каждой последующей клети по ходу прокатки выбрана из соотношения:
i-1
i
S=(1,05-1,15)S,
i-1
где S - суммарная площадь щелевых каналов проводок в предыдущей клети;
i
S - суммарная площадь щелевых каналов проводок в клети последующей
Система регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки по заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена принципиальная схема устройства дифференцированного охлаждения рабочих валков чистовой группы клетей на примере одной клети.
3
Устройство дифференцированного охлаждения в чистовой группе клетей (фиг.1) выполнено в виде жестко закрепленных над верхней 1 и под нижней 2 проводками коллекторы 3 с рядами сопел 4, расположенными в поперечном направлении от оси прокатки. Угол наклона сопла к поверхности полосы 5 составляет: для верхней поверхности - 45°, для нижней - 75°. В проводках 1, 2 выполнены щелевые каналы 6, равномерно расположенные по ширине проводки. Суммарная площадь щелевых каналов нижних проводок вдвое превышает суммарную площадь щелевых каналов верхних проводок, Подача воды к коллектору осуществляется через общий трубопровод. Расход воды на одно сопло - до 9 м/час. Управление расходом воды осуществляется через управляющий клапан 7 охлаждения подачи охлаждающей воды в коллектора.
Система регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки работает следующим образом (на примере прокатки сляба из стали марки 08пс в полосу размером 2,3×1670 мм на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК», для последующего производства жести).
Перед горячей прокаткой полос подката «двойной ширины» для последующего производства жести требуемого сортамента производится настройка системы регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки. При этом возможно выключение межклетевого охлаждения, а с помощью управляющего клапана подачи охлаждающей воды в коллектора вода подается в сопла устройства дифференцированного охлаждения поверхности рабочих валков. При этом она поступает через щелевые каналы проводок, равномерно расположенные по ширине валка. Так как происходит уменьшение площади поперечного сечения от клети к клети по ходу прокатки, поэтому суммарная площадь щелевых каналов проводок каждой последующей клети по ходу прокатки уменьшается на 5-8% относительно суммарной площади щелевых каналов проводок каждой предыдущей клети (для выбранного типоразмера).
После настройки устройств охлаждения, нагретый до требуемой температуры сляб, подается на широкополосный стан 2000 горячей прокатки, включающий черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройствами межклетевого охлаждения, отводящий рольганг с охлаждающими секциями.
Горячий раскат, прокатанный в черновой группе клетей, по промежуточному рольгангу перемещается в чистовую группу клетей, где он одновременно находится в нескольких клетях. Коллектора устройства дифференцированного охлаждения поверхности рабочих валков, расположенного с выходной стороны каждой клети чистовой группы, имеют конструкцию, обеспечивающую подачу воды на нижнюю и верхнюю поверхности рабочего валка в поперечном направлении к оси прокатки. Через щелевые каналы вода капельно попадает на
поверхность полосы. При этом происходит интенсивное парообразование. В результате увеличивается время воздействия охладителя на поверхность валка и, кроме того, повышается эффективность теплоотвода с поверхности валка по его ширине. Управление температурным полем поверхности валка осуществляют за счет изменения геометрических размеров щелевых каналов. В результате температура поверхности рабочего валка поддерживается в интервале 40-80°С, что исключает образование «ожога» валка, т.е. повышается ресурс его использования.
После прокатки в последней чистовой клети полоса попадает через отводящий рольганг к моталкам.
В зависимости от прокатываемого сортамента возможно задействовать предлагаемое устройство дифференцированного охлаждения поверхности рабочих валков как на выходе из одной клети, так и на выходе из нескольких клетей, включая все клети чистовой группы стана.
Итак, на основании вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что заявляемая система регулируемого охлаждения рабочих валков клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки по сравнению с известной позволяет увеличить срок службы рабочих валков клетей чистовой группы стана (особенно в условиях отсутствия межелетевого охлаждения полосы), приводит к повышению производительности широкополосного стана, значительно расширяет технологические возможности широкополосного стана так как позволяет производить широкий тонкий горячекатаный подкат с регламентируемым заданным профилем поперечного сечения, а также обеспечивает повышение качества производимой горячекатаной металлопродукции.
Отсутствие эффективных систем охлаждения поверхности рабочих валков снижает производительность стана вследствие значительного количества перевалок, что вызывает необходимость иметь значительный парк валков. При прокатке широких полос в чистовой группе стана горячей прокатки, особенно в условиях отсутствия межклетевого охлаждения практически невозможно поддерживать устойчивым по всей ширине валка его температурный профиль.
При этом, когда температура поверхности валка превышает 100-120°С, возникают явления «ожога» поверхности валка, приводящие к его быстрому износу.
Заявляемая полезная модель исключает эти недостатки. Организация подачи воды непосредственно на валок с входной стороны клети позволяет обеспечить эффект «тепловой рубашки» при охлаждении валка. При этом изменением площади щелевых каналов проводок предыдущей и последующей клетей учитывается снижение температуры проката, что также сказывается на эффективности управления тепловым профилем бочки валка.