ПРОКАТНЫЙ СТАН С НЕСКОЛЬКИМИ ВЫХОДНЫМИ СЕКЦИЯМИ
ROLLING MILL WITH MULTIPLE OUTPUT SECTIONS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к станам непрерывной горячей прокатки, предназначенным для производства длинномерных изделий.
Уровень техники
Обычные прокатные станы, предназначенные для производства длинномерных изделий, как правило, включают в себя начальную прокатную секцию с печью для нагрева слитков с последующим черновым обжатием и промежуточные клети стана, которые прокатывают уже нагретые слитки в заготовки/полупродукты, имеющие уменьшенные площади поперечного сечения. Далее применяются выходные прокатные секции разной конфигурации, выборочно и по отдельности, прокатывая дополнительно заготовки/полупродукты в конечные изделия, которые упаковывают согласно требованиям заказчика.
Начальная прокатная секция имеет повышенную «первую» производительность, которая в большинстве случаев превышает меньшие «вторые» производительности отдельных выходных прокатных секций. Следовательно, при производстве большинства готовых прокатных изделий более высокая «первая» производительность начальной прокатной секции не может быть реализована полностью, поскольку прокатный стан в целом приходится использовать не на полную мощность, чтобы соответствовать меньшей «второй» производительности выходных прокатных секций. Итоговая уменьшенная производительность в сочетании с капитальными вложениями в неиспользуемые в определенное время прокатными секциями (называемыми «капиталом, не приносящим дохода») обусловливает значительные потери для владельца прокатного стана.
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства, обеспечивающего одновременную работу нескольких разных выходных прокатных секций с суммарной производительностью, которая превышает вторые производительности отдельных выходных секций и которая в идеале равна им, и, следовательно, реализует до максимума более высокую первую производительность начальной прокатной секции.
Раскрытие изобретения
В соответствии с настоящим изобретением между начальной прокатной секцией и каждой из выходных прокатных секций размещают накопители. Каждый из накопителей выполнен и расположен таким образом, чтобы получать заготовки/полупродукты от начальной прокатной секции при ее более высокой первой производительности и направлять заготовки/полупродукты к работающей совместно с ним выходной прокатной секции при ее относительно более низкой второй производительности. Избыток заготовок/полупродуктов, образующийся из-за разницы между первой и второй производительностями, временно находится в накопителе. Распределительные устройства направляют из начальной прокатной секции очередные заготовки/полупродукты в выбранные прокатные секции через работающие совместно с ними накопители для одновременной обработки в упакованные готовые изделия.
Изложенное выше, а также соответствующие задачи и дополнительные преимущества будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 и 2 являются схемами примерных компоновок прокатных станов в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.3 является схемой примерной компоновки прокатного стана в соответствии с установившейся практикой; и
фиг.4А и 4В являются временными диаграммами, отражающими последовательность операций прокатки для компоновок прокатных станов, показанных на фиг.1 и 2.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.3, обычный прокатный стан, предназначенный для прокатки длинномерных изделий, включает в себя печь 10 для нагрева слитков, полученных со склада 12. Обычный слиток 13 имеет поперечное сечение с размерами от 130×130 до 250×250 мм, длину 5-14 м и весит примерно 1500-4000 кг. Нагретые слитки прокатывают в нескольких последовательно расположенных черновых и промежуточных рабочих клетях (показанных общей позицией 14), чтобы получить заготовку/полупродукт 16, например круглый пруток с диаметром 20-35 мм. Печь 10 и черновые и промежуточные рабочие клети 14 составляют вместе начальную прокатную секцию «НПС», которая, как правило, имеет относительно более высокую первую производительность порядка 150-360 т/ч.
1
2
3
1
1
Распределительное устройство 18 служит для выборочного направления заготовок/полупродуктов 16 к одной из нескольких выходных прокатных секций ВПС, ВПС и ВПС. Выходная прокатная секция BПС имеет технологическую линию с клетями 20 для получистовой прокатки, которые прокатывают заготовку/полупродукт 16 в круглый пруток 22 с уменьшенным до 16-28 мм диаметром, и группу чистовых клетей 24, из которой выходит готовое изделие 26 с диаметром 5-22 мм. Готовое изделие 26 затем подвергают последующей обработке, включающей формирование витков 28 с помощью виткообразователя 30, с накоплением витков в спенсеровской форме на охлаждающем конвейере 32, направляющем витки в формирующую камеру 34, где их сматывают в вертикальные бухты. Выходная прокатная секция BПC работает обычно с максимальной второй производительностью порядка 70-150 т/ч.
2
2
Выходная прокатная секция ВПС имеет технологическую линию, которая включает в себя клети 20 для получистовой прокатки, из которых выходит заготовка/полупродукт с так называемым профилем «собачья кость», который затем режется на круглые прутки 38 уменьшенного до 16-28 мм диаметра, и две группы чистовых клетей 24, которые прокатывают круглые прутки 38 в такие же 8,0-мм готовые изделия 26. Эти готовые изделия направляют на охлаждающий стеллаж 40, на котором отрезки охлаждают, прежде чем собрать и упаковать в связки на площадке 42 упаковки. Выходная прокатная секция ВПС, как правило, работает при максимальной второй производительности 25-150 т/ч.
3
3
Выходная прокатная секция ВПС включает в себя технологическую линию с клетями 20 для получистовой прокатки и группу чистовых клетей 24. В этой секции готовое изделие, опять же круглый пруток 26 диаметром 8,0 мм, направляют к распределительному устройству, которое поочередно питает два намоточных станка 46а, 46b. Максимальная вторая производительность выходной прокатной секции ВПС составляет также 25-150 т/ч.
1
2
3
1
1
2
1
2
При рассмотренной традиционной компоновке прокатного пресса выходные прокатные секции ВПС, ВПС и ВПС должны работать по отдельности при соответствующих им вторых производительностях и не могут работать одновременно. Следовательно, если начальная прокатная секция имеет производительность, например, 300 т/ч и распределительное устройство 18 настроено на направление отрезка заготовки/полупродукта в выходную прокатную секцию ВПС, производительность всего прокатного стана должна быть уменьшена до второй производительности этой выходной прокатной секции, в то время как другие прокатные секции ВПС, ВПС простаивают. Использование одной или другой из этих секций BПC, ВПС также приведет к уменьшению производительности прокатного стана до уровня, который будет ниже максимальной производительности начальной его секции.
3
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг.1, начальная секция, НПС, в основном остается без изменений. Конфигурация выходной секции ВПС изменена таким образом, что клеть 20 для получистовой прокатки формирует профиль с сечением в форме «собачьей кости», разрезаемый на круглые прутки и подаваемый к двум группам чистовых клетей 24. Готовые изделия направляют далее к распределительным устройствам 44, которые питают поочередно пары намоточных станков 46а, 46b. Накопители 48 установлены перед каждой выходной прокатной секцией. Накопители предпочтительно относятся к типу, описанному в патенте США №7021103, представленному здесь в качестве ссылки.
Каждый из накопителей 48 выполнен и расположен с обеспечением накопления заготовок/полупродуктов с производительностью, обусловленной начальной прокатной секцией НПС, и в то же время с возможностью направлять заготовки/полупродукты к работающей совместно с ним выходной прокатной секции при ее менее высокой производительности, при временном накоплении в накопителе избытка заготовок/полупродуктов, обусловленного разницей между указанными производительностями.
1
2
3
1
1
1
2
В качестве примера, предположим, что при компоновке стана, показанной на фиг.1, начальная прокатная секция НПС имеет производительность 275 т/ч, а производительности выходных прокатных секций ВПС, ВПС, ВПС составляют соответственно 75, 100 и 100 т/ч. Обращаясь к фиг.4А, можно видеть, что типичная последовательность прокатки начинается с направления отрезка заготовки/полупродукта к накопителю 48 внешней выходной прокатной секции ВПС. Заготовка/полупродукт поступает при первой производительности начальной прокатной секции 275 т/ч и в то же время направляется из накопителя на технологическую линию, имеющую производительность 75 т/ч. Избыток продукта, обусловленный различиями между производительностями, временно хранится в накопителе. Весь отрезок заготовки/полупродукта поступает в накопитель в конце временного интервала t и полностью обрабатывается выходной прокатной секцией ВПС в конце временного интервала t.
1
2
3
3
1
Как только весь отрезок заготовки/полупродукта поступит в накопитель секции ВПС, следующая единица продукта будет направлена в накопитель секции ВПС. Такой ступенчатый процесс продолжается до ОМS. К тому времени, когда накопитель ОМS полностью получит отрезки заготовки/полупродукта, накопитель OMS будет пуст и готов принять следующую единицу изделия. Таким образом, можно видеть, что в результате последовательной работы нескольких выходных прокатных секций, обеспеченной за счет промежуточного размещения накопителей 48, прокатный стан может эксплуатироваться непрерывно при его максимальной производительности 275 т/ч.
1
1
1
'
'
Фиг.2 показывает компоновку стана аналогично фиг.1, но с добавлением выходной прокатной секции ВПС  и распределительного устройства 50 для выборочного питания одной или другой из секций ВПС  и ВПС. В данном случае производительность начальной прокатной секции НПС увеличена до 350 т/ч.
Фиг.4 показывает типовую последовательность прокатывания для компоновки согласно фиг.2. В данном случае, опять же, ступенчатая последовательность прокатывания дает возможность вести прокатку непрерывно при максимальной производительности начальной прокатной секции.