СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЛОСКОГО ПРОКАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА ИЗ МЕТАЛЛА В ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ И ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ
METHOD FOR COOLING A FLAT ROLLED METAL MATERIAL IN A ROLLING STAND AND ROLLING STAND

Область техники
Настоящее изобретение касается способа эксплуатации прокатной клети,
- при этом сначала первый плоский прокатываемый материал из металла проходит через прокатную клеть в направлении транспортировки, и при прохождении через прокатную клеть прокатывается посредством смонтированных в прокатной клети рабочих валков, причем эти рабочие валки во время прокатки первого плоского прокатываемого материала вращаются вокруг проходящих поперек направления транспортировки осей валков;
- при этом во время прокатки первого плоского прокатываемого материала расположенное в прокатной клети первое устройство охлаждения удерживается во втянутом положении, в котором это первое устройство охлаждения, если смотреть в направлении транспортировки, находится на расстоянии от рабочих валков;
- при этом затем рабочие валки демонтируются из прокатной клети.
Настоящее изобретение касается также прокатной клети,
- при этом прокатная клеть для прокатки плоских прокатываемых материалов из металла имеет смонтированные в прокатной клети рабочие валки, которые во время прокатки вращаются вокруг проходящих поперек направления транспортировки осей валков;
- при этом рабочие валки могут демонтироваться из прокатной клети;
- при этом прокатная клеть имеет первое устройство охлаждения;
- при этом первое устройство охлаждения во втянутом положении, если смотреть в направлении транспортировки, при смонтированных рабочих валках находится на расстоянии от рабочих валков;
- при этом первое устройство охлаждения посредством исполнительного элемента в направлении транспортировки или против направления транспортировки может сдвигаться из втянутого положения в выдвинутое положение.
Такие способы эксплуатации и соответствующие прокатные клети общеизвестны. Первые устройства охлаждения прокатных клетей уровня техники применяются для охлаждения рабочих валков прокатных клетей. Чисто в качестве примера можно сослаться на DE 10 2009 040 876 A1 и EP 3 006 125 A1.
Уровень техники
Из WO 2008/145 222 A1 известно устройство охлаждения, которое состоит из одной или нескольких индивидуально активируемых распылительных форсунок, посредством которых, если смотреть в направлении ширины плоского прокатываемого материала, могут целенаправленно охлаждаться определенные места плоского прокатываемого материала или сляба для достижения выравнивания температуры по ширине. Это устройство охлаждения не расположено в прокатной клети.
Из WO 2006/076 777 A1 известно расположенное в прокатной клети устройство охлаждения, посредством которого могут охлаждаться рабочие валки прокатной клети. Охлаждение, если смотреть в направлении ширины плоского прокатываемого материала, осуществляется с локальным разрешением. С помощью охлаждения по WO 2006/076 777 A1 может настраиваться контур полосы.
Из US 2001/0 007 200 A1 известно похожее устройство охлаждения. Посредством этого устройства охлаждения также, если смотреть в направлении ширины плоского прокатываемого материала, может выполняться охлаждение рабочих валков с локальным разрешением.
В DE 10 2009 040 876 A1 в прокатной клети могут монтироваться рабочие валки, имеющие разные диаметры. Устройство охлаждения может переставляться посредством рычажного механизма и соответствующего исполнительного элемента или посредством двух рычажных механизмов и соответствующих исполнительных элементов, так что, если смотреть в направлении транспортировки прокатываемого материала, расстояние от устройства охлаждения до рабочих валков может настраиваться. В решении по EP 3 006 125 A1 тоже можно, если смотреть в направлении транспортировки прокатываемого материала, настраивать расстояние от устройства охлаждения до рабочих валков.
Краткое изложение изобретения
При изготовлении плоского прокатываемого материала из металла, например, алюминиевой полосы и, в частности, стальной полосы, для правильной настройки желаемых свойств материала должна соблюдаться определенная последовательная очередность прокатки и охлаждения. В частности, промежуток времени между последним проходом прокатки в многоклетьевой группе прокатных клетей и началом охлаждения плоского прокатываемого материала часто имеет решающее значение для свойств его материала. В частности, часто предпочтительно по возможности уменьшать этот промежуток времени.
Относительно тонкие плоские прокатываемые материалы выходят из последней прокатной клети многоклетьевой группы прокатных клетей с относительно высокой скоростью. Эта прокатная клеть для тонких плоских прокатываемых материалов, как правило, является также той прокатной клетью, которая выполняет последний проход прокатки. Поэтому промежуток времени от выхода из последней прокатной клети до начала охлаждения на участке охлаждения достаточно мал. В отличие от этого, для относительно толстых плоских прокатываемых материалов последний проход прокатки часто выполняется не последней прокатной клетью группы прокатных клетей, а другой прокатной клетью. В этом случае плоский прокатываемый материал проходит через прокатные клети, которые расположены после прокатной клети, выполняющей последний проход прокатки, без деформации.
Уже вследствие увеличенного расстояния до расположенного после группы прокатных клетей участка охлаждения в этом случае увеличивается промежуток времени между последним проходом прокатки и началом охлаждения плоского прокатываемого материала на участке охлаждения. Также относительно толстый плоский прокатываемый материал выходит из выполняющей последний проход прокатки прокатной клети, как правило, с относительно низкой скоростью. Поэтому промежуток времени между последним проходом прокатки и началом охлаждения плоского прокатываемого материала на участке охлаждения еще больше увеличивается. Вследствие увеличенного промежутка времени при определенных обстоятельствах может быть уже невозможно настраивать определенные желаемые свойства материала плоского прокатываемого материала. Поэтому ассортимент продуктов, изготавливаемый посредством многоклетьевой группы прокатных клетей и расположенного после нее участка охлаждения, ограничен.
В высшей степени проблематичным это положение вещей является при совмещенных разливке с прокаткой, когда между непрерывной разливкой и прокаткой в многоклетьевой группе прокатных клетей не осуществляется разделение литой металлической непрерывной заготовки. Ведь в этом случае массовый поток через группу прокатных клетей лимитирован относительно низкой скоростью.
Между отдельными прокатными клетями и многоклетьевой группой прокатных клетей могут быть расположены межклетьевые устройства охлаждения. Уже предлагалось рассматривать эти межклетьевые устройства охлаждения, если они расположены после выполняющей последний проход прокатки прокатной клети, как часть расположенного после группы прокатных клетей участка охлаждения. При этом охлаждение плоского прокатываемого материала может начинаться еще раньше. Однако недостаток этого метода заключается в том, что посредством межклетьевых устройств охлаждения, если смотреть в направлении транспортировки плоского прокатываемого материала, не может реализовываться гомогенное распределение охлаждения, а только точечное охлаждение, например, через каждые пять или шесть метров. Промежуток времени, который нужен определенному участку плоского прокатываемого материала от одного из этих межклетьевых устройств охлаждения до следующего такого межклетьевого устройства охлаждения, у толстых плоских прокатываемых материалов может составлять свыше 10 секунд. Кроме того, посредством межклетьевых устройств охлаждения на плоский прокатываемый материал могут наноситься чаще всего только относительно малые количества охлаждающего средства. Поэтому осуществляемое с помощью межклетьевых устройств охлаждения охлаждение также часто недостаточно по объему.
В EP 3 434 383 A1 предлагается у тех прокатных клетей, которые расположены после выполняющей последний проход прокатки прокатной клети, демонтировать рабочие валки и вместо них через окна станин клети со стороны обслуживания монтировать в этих прокатных клетях устройства охлаждения и посредством этих устройств охлаждения охлаждать плоский прокатываемый материал также в области этих прокатных клетей. При этом методе достигается уже заметно улучшенное охлаждение. Однако недостаток заключается в том, что демонтаж рабочих валков, монтаж устройств охлаждения и часто также подключение устройств охлаждения к снабжению охлаждающим средством не могут выполняться автоматизированным образом. Указанная EP 3 434 383 A1 еще не была опубликована на дату приоритета настоящего изобретения, и поэтому в этот момент времени не являлась общедоступным уровнем техники.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать возможности, посредством которых плоский прокатываемый материал из металла может охлаждаться в прокатной клети простым, эффективным и экономичным образом.
Задача решается с помощью способа эксплуатации с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления этого способа эксплуатации являются предметом зависимых пунктов 2-11 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением способ эксплуатации вышеназванного вида реализован таким образом,
- что после демонтажа рабочих валков первое устройство охлаждения сдвигается в направлении транспортировки или против направления транспортировки в выдвинутое положение, так чтобы первое устройство охлаждения после этого было расположено в выдвинутом положении в области, в которой ранее были расположены рабочие валки, и
- что, наконец, второй плоский прокатываемый материал из металла проходит через прокатную клеть в направлении транспортировки без деформации, и при прохождении через прокатную клеть посредством находящегося в выдвинутом положении первого устройства охлаждения на него подается подводимое к первому устройству охлаждения по меньшей мере по одному трубопроводу жидкое охлаждающее средство.
При этом варианте осуществления в тех случаях, в которых плоский прокатываемый материал, хотя и проходит через прокатную клеть, однако этот плоский прокатываемый материал больше не должен прокатываться в прокатной клети, соответствующая прокатная клеть уже может применяться для охлаждения плоского прокатываемого материала. Причем необходимое для этого первое устройство охлаждения может быть постоянно составной частью прокатной клети. То есть оно не должно монтироваться и демонтироваться, в зависимости от режима эксплуатации прокатной клети. Более того, оно должно только сдвигаться между втянутым положением и выдвинутым положением.
Режим эксплуатации прокатной клети, при котором второй плоский прокатываемый материал проходит через прокатную клеть без деформации, целесообразен, разумеется, только тогда, когда второй плоский прокатываемый материал ранее был прокатан в другой прокатной клети. Следовательно, эта прокатная клеть является составной частью многоклетьевой группы прокатных клетей, как правило, чистовой группы. Но в каждом случае плоский прокатываемый материал подвергается горячей прокатке. В отдельном случае этот плоский прокатываемый материал может представлять собой лист. Но, как правило, речь идет о полосе. Металл, из которого состоит плоский прокатываемый материал, может представлять собой, например, алюминий или медь. Как правило, речь идет о стали.
В отдельном случае возможно, чтобы на рабочие валки во время прокатки первого плоского прокатываемого материала не подавалась жидкое охлаждающее средство. В этом случае первое устройство охлаждения во втянутом состоянии деактивировано, то есть не выпускает охлаждающее средство. Однако, по всем правилам, на рабочие валки во время прокатки первого плоского прокатываемого материала подается жидкое охлаждающее средство.
Возможно, чтобы подача на смонтированные рабочие валки осуществлялась посредством второго устройства охлаждения, то есть устройства охлаждения, отличающегося от первого устройства охлаждения. В этом случае первое устройство охлаждения во втянутом положении, как правило, деактивировано. Второе устройство охлаждения, в свою очередь, как правило, активировано только тогда, когда первое устройство охлаждения находится в своем втянутом положении и при этом деактивировано. В выдвинутом положении первого устройства охлаждения, в отличие от этого, второе устройство охлаждения, как правило, деактивировано.
В случае если имеются как первое, так и второе устройство охлаждения, эти два устройства охлаждения предпочтительно объединены в один конструктивный узел, так что при сдвигании первого устройства охлаждения также второе устройство охлаждения сдвигается в направлении транспортировки или против направления транспортировки. Этот вариант осуществления конструктивно проще в реализации по сравнению с вариантом осуществления, при котором второе устройство охлаждения хотя и имеется, но не сдвигается вместе с первым устройством охлаждения.
Альтернативно возможно, чтобы на рабочие валки во время прокатки первого плоского прокатываемого материала подавалось жидкое охлаждающее средство, однако эта подача осуществлялась не посредством другого, второго устройства охлаждения, а чтобы для этого применялось первое устройство охлаждения. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что необходимо только первое устройство охлаждения, а не как первое устройство охлаждения, так и второе устройство охлаждения.
В случае если подача на рабочие валки жидкого охлаждающего средства осуществляется посредством первого устройства охлаждения, предпочтительно предусмотрено,
- что первое устройство охлаждения ориентировано относительно относящейся к первому устройству охлаждения, проходящей параллельно осям валков оси во втянутом положении в первое положение вращения, а в выдвинутом положении ориентировано во второе положение вращения;
- что, если смотреть от первого устройства охлаждения, жидкое охлаждающее средство в первом положении вращения первого устройства охлаждения распространяется одной компонентой в направлении транспортировки или против направления транспортировки на один из рабочих валков, и
- что, если смотреть от первого устройства охлаждения, жидкое охлаждающее средство во втором положении вращения первого устройства охлаждения распространяется на второй плоский прокатываемый материал по существу ортогонально к направлению транспортировки.
Благодаря этому можно простым образом наносить охлаждающее средство во втянутом положении оптимизированным образом на рабочий валок и в выдвинутом положении оптимизированным образом на второй плоский прокатываемый материал.
Вращение первого устройства охлаждения из первого во второе положение вращения может осуществляться, например, посредством гидравлического привода вращения. Но возможны и другие варианты осуществления, например, соответствующая направляющая при сдвигании.
Для подачи на рабочие валки жидкое охлаждающее средство подводится к первому устройству охлаждения под первым рабочим давлением. Для подачи на второй плоский прокатываемый материал жидкое охлаждающее средство подводится к первому устройству охлаждения под вторым рабочим давлением. Второе рабочее давление предпочтительно меньше первого рабочего давления. Например, первое рабочее давление может лежать в пределах от 10 бар до 13 бар, в то время как второе рабочее давление может лежать в пределах от 2 бар до 5 бар. Указанные численные значения, разумеется, являются только примерными.
Возможно, чтобы второе рабочее давление было фиксированным. Альтернативно второе рабочее давление может настраиваться варьируемым образом посредством регулирующего звена. Это регулирующее звено может представлять собой, например, редукционный клапан.
Предпочтительно для удаления нанесенного посредством первого устройства охлаждения на поверхность второго плоского прокатываемого материала жидкого охлаждающего средства с поверхности второго плоского прокатываемого материала перед и/или за первым устройством охлаждения на второй плоский прокатываемый материал поперек выдувается газообразная среда. Тем самым может обеспечиваться заданное охлаждающее действие. Выдувание газообразной среды осуществляется, как правило, только на верхнюю сторону плоского прокатываемого материала. Для нижней стороны плоского прокатываемого материала это, хотя и также возможно, но, как правило, не требуется.
Предпочтительно указанный по меньшей мере один трубопровод является гибким. Поэтому трубопровод, при условии достаточной длины трубопровода, может без затруднений следовать сдвиганию первого устройства охлаждения из втянутого положения в выдвинутое положение.
Предпочтительно жидкое охлаждающее средство направляется из указанного по меньшей мере одного трубопровода к первому устройству охлаждения через вращающееся соединение. Благодаря этому подвод жидкого охлаждающего средства к первому устройству охлаждения может осуществляться одинаковым образом независимо от того, находится ли первое устройство охлаждения во втянутом положении или в выдвинутом положении.
Предпочтительно сдвигание первого устройства охлаждения осуществляется посредством исполнительного элемента, выполненного в виде узла гидравлического цилиндра. Благодаря этому, в частности, поддерживается на высоком уровне надежность и эксплуатационная безопасность прокатной клети.
Предпочтительно первое устройство охлаждения во время сдвигания направляется в кулисной направляющей. Благодаря этому может простым образом достигаться точное позиционирование первого устройства охлаждения соответственно во втянутом положении и в выдвинутом положении.
Задача решается с помощью прокатной клети с признаками п.12 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления прокатной клети являются предметом зависимых пунктов 13-22 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением прокатная клеть вышеназванного вида выполняется таким образом,
- что первое устройство охлаждения при демонтированных рабочих валках расположено в выдвинутом положении в области, в которой при смонтированных рабочих валках расположены рабочие валки, и
- что первое устройство охлаждения в выдвинутом положении способно подавать на проходящий через прокатную клеть без деформации плоский прокатываемый материал из металла при прохождении через прокатную клеть подводимое к первому устройству охлаждения по меньшей мере по одному трубопроводу жидкое охлаждающее средство.
Достижимые при этом преимущества соответствуют преимуществам способа эксплуатации.
Предпочтительные варианты осуществления прокатной клети соответствуют предпочтительным вариантам осуществления способа эксплуатации. Также достижимые с помощью предпочтительных вариантов осуществления прокатной клети преимущества являются такими же, что и при предпочтительных вариантах осуществления способа эксплуатации.
Краткое описание чертежей
Вышеописанные свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также каким образом они достигаются, становится яснее и отчетливее понятно в связи с последующим описанием примеров осуществления, которые поясняются подробнее со ссылкой на чертежи. При этом на схематичном изображении показано:
фиг.1: многоклетьевая группа прокатных клетей, имеющая расположенный после нее участок охлаждения, сбоку во время прокатки первого плоского прокатываемого материала;
фиг.2: часть прокатной клети группы прокатных клетей с фиг.1 сбоку;
фиг.3: прокатная клеть с фиг.2 сверху;
фиг.4: прокатная клеть с фиг.2, если смотреть в направлении транспортировки;
фиг.5: группа прокатных клетей и участок охлаждения с фиг.1 сбоку во время прокатки второго плоского прокатываемого материала;
фиг.6: прокатная клеть группы прокатных клетей с фиг.5 сбоку;
фиг.7: прокатная клеть с фиг.6 при демонтированных рабочих валках и первом устройстве охлаждения во втянутом положении;
фиг.8: в увеличенном виде часть прокатной клети с фиг.6;
фиг.9: прокатная клеть с фиг.6 при демонтированных рабочих валках и первом устройстве охлаждения в выдвинутом положении;
фиг.10: первое устройство охлаждения;
фиг.11: одна из модификаций прокатной клети с фиг.6;
фиг.12: прокатная клеть группы прокатных клетей с фиг.5 сбоку и
фиг.13: прокатная клеть с фиг.12 при демонтированных рабочих валках и первом устройстве охлаждения в выдвинутом положении.
Описание вариантов осуществления
В соответствии с фиг.1 группа прокатных клетей имеет несколько прокатных клетей 1. Плоский прокатываемый материал 2 проходит через эти прокатные клети 1 в направлении x транспортировки. Поэтому каждая из прокатных клетей 1 совершает на плоском прокатываемом материале 2 только один единственный проход прокатки. В прокатных клетях 1 плоский прокатываемый материал 2 прокатывается. Этот плоский прокатываемый материал 2 представляет собой, как правило, полосу. Но в отдельных случаях речь может идти также о толстом листе. Плоский прокатываемый материал 2 состоит из металла, например, из стали. Но он может также состоять из другого металла, например, меди или алюминия.
В соответствии с изображением на фиг.1 группа прокатных клетей имеет пять прокатных клетей 1. Но количество прокатных клетей 1 могло бы быть также больше или меньше. В частности, общеприняты также варианты осуществления, имеющие четыре, шесть или семь прокатных клетей 1. К прокатным клетям 1 на фиг.1 дополнительно добавлена маленькая буква a-e, чтобы при необходимости можно было отличать друг от друга первую прокатную клеть 1a группы прокатных клетей, вторую прокатную клеть 1b группы прокатных клетей и т.д. по их ссылочным обозначениям.
Для прокатки плоского прокатываемого 2 материала каждая из прокатных клетей 1 соответственно изображению на фиг.2 (а также фиг.1) имеет по меньшей мере рабочие валки 3. Эти рабочие валки 3 во время прокатки вращаются вокруг осей 4 валков. Эти оси 4 валков проходят поперек направления x транспортировки.
Часто прокатные клети 1 бывают выполнены в виде так называемых клетей кварто. В этом случае соответственно изображению на фиг.1 и 2 дополнительно к рабочим валкам 3 имеются также опорные валки 5. Иногда прокатные клети 1 выполнены в виде так называемых клетей сексто. В этом случае дополнительно к рабочим валкам 3 и опорным валкам 5 имеются промежуточные валки, которые расположены между рабочими валками 3 и опорными валками 5. На фиг. это не изображено.
После прокатки в группе прокатных клетей плоский прокатываемый материал 2 проходит через участок 6 охлаждения. На участке 6 охлаждения плоский прокатываемый материал 2 охлаждается. Как правило, на плоский прокатываемый материал 2 на участке 6 охлаждения для охлаждения подается жидкая охлаждающая среда, чаще всего вода. После охлаждения, в случае полосы, плоский прокатываемый материал 2 наматывается или, в случае толстого листа, складывается и, возможно, штабелируется.
Как общепринято, прокатные клети 1 соответственно изображению на фиг.3 и 4 имеют станину 7 клети со стороны привода и станину 8 клети со стороны обслуживания. Как также общепринято, рабочие валки 3 (как правило, включая надлежащие подушки) могут демонтироваться из соответствующей прокатной клети 1. Демонтаж осуществляется обычно через окно 9 станины 8 со стороны обслуживания. Таким образом, демонтаж осуществляется в этом случае поперек к направлению x транспортировки, а именно, параллельно осям 4 валков. То же самое относится, как правило, к опорным валкам 5 и, при наличии, также промежуточным валкам. Этот метод общеизвестен и знаком специалистам и поэтому не нуждается в детальном пояснении. Однако во время прокатки плоского прокатываемого 2 материала в соответствии с фиг.1 рабочие валки 3 смонтированы во всех прокатных клетях 1.
Поясненный до сих пор метод совершенно традиционен. Он применяется, в частности, тогда, когда конечная толщина d1, с которой плоский прокатываемый материал 2 должен выходить из последней прокатной клети 1d группы прокатных клетей, относительно мала. В этом случае плоский прокатываемый материал 2 во всех прокатных клетях 1 группы прокатных клетей прокатывается, то есть уменьшается по своей толщине и при этом деформируется.
После прокатки плоского прокатываемого 2 материала в группе прокатных клетей должен прокатываться другой плоский прокатываемый материал 10. Этот другой плоский прокатываемый материал 10 может представлять собой отделенный от первого названного плоского прокатываемого 2 материала прокатываемый материал. Альтернативно речь может идти об отрезках одной и той же металлической непрерывной заготовки. Имеет ли место одно или другое положение вещей, в рамках настоящего изобретения имеет второстепенное значение. Решающим является, что конечная толщина d2 другого прокатываемого материала 10 больше конечной толщины d1 плоского прокатываемого 2 материала.
В этом случае возможно, чтобы другой плоский прокатываемый материал 10 соответственно изображению на фиг.5 прокатывался только в передних прокатных клетях 1 группы прокатных клетей. Через задние прокатные клети 1 группы прокатных клетей другой плоский прокатываемый материал 10 проходит в этом случае, не прокатываясь в них. Таким образом, он проходит через задние прокатные клети 1 без деформации. При этом участок 6 охлаждения на фиг.5 не изображен. Однако он также имеется.
Ниже принимается, что другой плоский прокатываемый материал 10 прокатывается только в прокатных клетях 1a и 1b, в то время как через прокатные клети 1c, 1d и 1e он проходит без деформации. Но точно так же было бы возможно, чтобы другой плоский прокатываемый материал 10 прокатывался только в прокатных клетях 1a, 1b и 1c, и только через прокатные клети 1d и 1e проходил без деформации. Также было бы возможно, чтобы другой плоский прокатываемый материал 10 прокатывался только в прокатной клети 1a, а через прокатные клети 1b-1e проходил без деформации. При меньшем или большем количестве прокатных клетей 1 получаются похожие варианты осуществления. В каждом случае в случае варианта осуществления в соответствии с фиг.5 другой плоский прокатываемый материал 10 в первой прокатной клети 1a прокатывается, а в последней прокатной клети 1e не прокатывается. Кроме того, в группе прокатных клетей есть только один единственный переход от прокатки к не-прокатке.
В уровне техники в этом случае часто последние прокатные клети 1c, 1d и 1e только поднимаются, так что их рабочие валки 3 не касаются другого плоского прокатываемого материала 10. Но в соответствии с изобретением выбирается другой метод. Это поясняется ниже со ссылкой на прокатную клеть 1c. Но те же самые варианты осуществления могут иметь место и у других прокатных клетей 1. Точно так же такой же метод может выбираться и для других прокатных клетей. Исключение относится только к способу эксплуатации первой прокатной клети 1a группы прокатных клетей. В этой прокатной клети 1a всегда осуществляется прокатка плоского прокатываемого 2 материала, 10. Но, что касается конструктивных вариантов осуществления прокатных клетей 1, они могут иметься и у первой прокатной клети 1a группы прокатных клетей.
Когда прокатная клеть 1c должна прокатывать плоский прокатываемый материал, например, как пояснялось ранее со ссылкой на фиг.1, плоский прокатываемый материал 2, соответственно изображению на фиг.6 рабочие валки 2 смонтированы в соответствующей прокатной клети 1c. В этом случае первое устройство 11 охлаждения прокатной клети 1c соответственно изображению на фиг.6 удерживается в положении, в котором это первое устройство 11 охлаждения, если смотреть в направлении x транспортировки, находится на расстоянии от рабочих валков. То есть первое устройство 11 охлаждения, хотя и расположено в прокатной клети 1c, но оно расположено таким образом, что оно не препятствует прокатке. Только что поясненное положение называется ниже втянутым положением первого устройства 11 охлаждения.
Когда прокатная клеть 1c не должна прокатывать плоский прокатываемый материал, например, как пояснялось ранее со ссылкой на фиг.5, другой прокатываемый материал 10, сначала из прокатной клети 1c демонтируются рабочие валки 2. Демонтаж осуществляется, как уже упомянуто и обозначено на фиг.3 и 4 соответствующими стрелками, как правило, поперек направления x транспортировки и параллельно осям 4 валков через окно 9 станины 8 клети со стороны обслуживания. В принципе, можно демонтировать из прокатной клети 1c дополнительно также опорные валки 5 и, при их наличии, промежуточные валки. Однако в рамках настоящего изобретения это не требуется. Но опорные валки 5, как правило, поднимаются. На фиг.7 показано соответствующее состояние, в котором рабочие валки 3 демонтированы из прокатной клети 1c, а опорные валки 5 подняты.
После демонтажа рабочих валков 3 первое устройство 11 охлаждения сдвигается в направлении x транспортировки или против направления x транспортировки. Это сдвигание обозначено на фиг.8 соответствующими стрелками. Во время сдвигания первое устройство 11 охлаждения может, например, направляться в кулисной направляющей прокатной клети 1c. Вообще об изображении на фиг.8 можно сказать, что в левой половине изображено состояние, в котором соответствующая прокатная клеть 1c должна прокатывать плоский прокатываемый материал 2, а в правой половине изображено состояние, в котором соответствующая прокатная клеть 1c должна охлаждать плоский прокатываемый материал 10.
Сдвигание осуществляется, как правило, посредством соответствующего исполнительного элемента 12. Этот исполнительный элемент 12 может быть выполнен соответственно изображению на фиг.8 в виде узла гидравлического цилиндра. После сдвигания первое устройство 11 охлаждения находится не во втянутом положении, а в другом положении. Это другое положение ниже называется выдвинутым положением. В частности, первое устройство 11 охлаждения соответственно изображению на фиг.8 расположено в выдвинутом положении в области, в которой ранее, то есть до демонтажа рабочих валков 3, были расположены рабочие валки 3. На фиг.9 точно так же показано соответствующее состояние, в котором рабочие валки 3 демонтированы из прокатной клети 1c, а первое устройство 11 охлаждения находится в своем выдвинутом положении.
Будет ли первое устройство 11 охлаждения сдвигаться в направлении x транспортировки или против направления x транспортировки, зависит от того, находится ли первое устройство 11 охлаждения в его втянутом положении, если смотреть в направлении x транспортировки, перед или позади рабочих валков 3. Если первое устройство 11 охлаждения находится перед рабочими валками 3, то есть на входной стороне прокатной клети 1c, оно будет сдвигаться в направлении x транспортировки. Если первое устройство 11 охлаждения находится позади рабочих валков 3, то есть на выходной стороне прокатной клети 1c, оно будет сдвигаться против направления x транспортировки.
Термин «сдвигать в направлении x транспортировки» в рамках настоящего изобретения не должен означать, что сдвигание осуществляется обязательно точно параллельно направлению x транспортировки. Достаточно, чтобы некоторая значительная компонента сдвигания была направлена в направлении x транспортировки. Например, сдвигание может осуществляться параллельно скребку 13, посредством которого при смонтированных рабочих валках 3 жидкое охлаждающее средство соскребается с одного из рабочих валков 3.
В изображенном теперь состоянии прокатной клети 1c другой плоский прокатываемый материал 10 проходит через прокатную клеть 1c. В этом состоянии прокатной клети 1c плоский прокатываемый материал 10 проходит через прокатную клеть 1c без деформации. Посредством первого устройства 11 охлаждения, которое теперь уже находится в выдвинутом положении, соответственно изображению на фиг.8 на другой плоский прокатываемый материал 10 подается жидкое охлаждающее средство 14. Это жидкое охлаждающее средство 14 представляет собой, как правило, воду или по существу основано на воде. Жидкое охлаждающее средство 14 подводится к первому устройству 11 охлаждения по меньшей мере по одному трубопроводу 15.
Трубопровод 15 может быть жестким трубопроводом, например, телескопически выдвигающейся трубой. Но во многих случаях трубопровод 15 соответственно изображению на фиг.10 представляет собой гибкий трубопровод, то есть своего рода шланг. На фиг.10 показано первое устройство 11 охлаждения сплошными линиями в его втянутом положении, а штриховыми линиями в выдвинутом положении и дополнительно в промежуточном положении, которое первое устройство 11 охлаждения кратковременно принимает при переводе из втянутого положения в выдвинутое положение.
Возможно наличие нескольких первых устройств 11 охлаждения. В этом случае эти первые устройства 11 охлаждения могут активироваться или деактивироваться независимо друг от друга. В активированном состоянии каждое первое устройство 11 охлаждения выпускает жидкое охлаждающее средство 14, в деактивированном состоянии нет. Каждое первое устройство 11 охлаждения может также альтернативно иметь одну единственную выпускную форсунку 16 или несколько выпускных форсунок 16. Но в случае нескольких выпускных форсунок 16 выпускные форсунки 16 каждого первого устройства 11 охлаждения всегда могут активироваться или деактивироваться только вместе. Когда имеются несколько первых устройств 11 охлаждения, они, как правило, расположены, будучи распределены в направлении ширины плоского прокатываемого материала 2, 10.
Из фиг.8 и 10 можно видеть также другой предпочтительный вариант осуществления. Ведь, как можно видеть, относительно системы координат первого устройства 11 охлаждения, выпускные форсунки 16, у которых жидкое охлаждающее средство 14 выходит из первого устройства 11 охлаждения, во втянутом положении лежат диаметрально противоположно переходу к трубопроводу 15. В выдвинутом положении выпускные форсунки 16 и переход к трубопроводу 15, в отличие от этого, образуют угол. Таким образом, жидкое охлаждающее средство 14 в переходе от трубопровода 15 к первому устройству 11 охлаждения направляется через вращающееся соединение.
По всем правилам, на рабочие валки 3, если они смонтированы в прокатной клети 1c и, следовательно, в прокатной клети 1c прокатывается плоский прокатываемый материал (например, прокатываемый материал 2), тоже подается жидкое охлаждающее средство 14. Эта подача служит, в частности, для охлаждения, но при определенных обстоятельствах также для настройки контура рабочих валков 3 и вместе с тем контура межвалкового зазора, образуемого рабочими валками 3. Соответственно изображению на фиг.8 возможно, чтобы подача на рабочие валки 3 осуществлялась посредством первого устройства 11 охлаждения. При этом первое устройство 11 охлаждения находится во втянутом положении.
Предпочтительно при подаче на плоский прокатываемый материал (например, плоский прокатываемый материал 10) жидкого охлаждающего средства 14 выпускные форсунки 16 соответственно изображению на фиг.8 ориентированы таким образом, что жидкое охлаждающее средство 14, если смотреть от первого устройства 11 охлаждения, распространяется на соответствующий плоский прокатываемый материал 10 по существу ортогонально к направлению x транспортировки. Распространение по существу ортогонально к направлению x транспортировки имеет место, когда направление, в котором охлаждающее средство 14 наносится на плоский прокатываемый материал 10, образует с направлением x транспортировки угол по меньшей мере 60°, предпочтительно по меньшей мере 75°. Особенно предпочтительны углы от 85° и больше.
То есть выпускные форсунки 16 в выдвинутом положении первого устройства 11 охлаждения, в зависимости от того, наносится ли жидкое охлаждающее средство 15 на соответствующий плоский прокатываемый материал сверху или снизу, направлены вниз или вверх. Однако возможны небольшие отклонения от вертикали. Кроме того, возможно, и также вполне общепринято, чтобы выпускные форсунки 16 выпускали жидкое охлаждающее средство 14 веерообразно. В этом случае нанесение ортогонально или, соответственно, по существу ортогонально к направлению x транспортировки относится к среднему направлению распространения охлаждающего средства 14, выпускаемого из выпускной форсунки 16 или, соответственно, выпускных форсунок 16.
При подаче на рабочие валки 3, в отличие от этого, например, во время прокатки плоского прокатываемого 2 материала, выпускные форсунки 16 соответственно изображению на фиг.8 предпочтительно ориентированы таким образом, что жидкое охлаждающее средство 14 распространяется на один из рабочих валков 3, если смотреть от первого устройства 11 охлаждения, одной компонентой в или против направления x транспортировки. То есть выпускные форсунки 16 во втянутом положении первого устройства 11 охлаждения ориентированы соответственно, в зависимости от того, наносится ли жидкое охлаждающее средство 14 на один из рабочих валков 3 с входной стороны или с выходной стороны. Правда, вполне возможны некоторые отклонения от направления x. В частности, выпуск может осуществляться по существу параллельно скребкам 13. Однако, по всем правилам, компонента в направлении x транспортировки или, соответственно, против направления x транспортировки больше, чем компонента, ортогональная к направлению x транспортировки. То есть угол, который направление, в котором охлаждающее средство 14 наносится на соответствующий рабочий валок 3, образует с направлением x транспортировки, составляет максимум 45°, как правило гораздо меньше, например, 30° или меньше. Также возможно, а также вполне общепринято, чтобы выпускные форсунки 16 выпускали жидкое охлаждающее средство 14 веерообразно. В этом случае нанесение некоторой компонентой в направлении x транспортировки или, соответственно, против направления x транспортировки относится к среднему направлению распространения охлаждающего средства 14, выпускаемого из выпускной форсунки 16 или, соответственно, выпускных форсунок 16.
Чтобы произвести соответствующее изменение направления при выпуске жидкого охлаждающего средства 14, первое устройство 11 охлаждения относительно некоторой, относящейся к первому устройству 11 охлаждения, проходящей параллельно осям 4 валков оси 17 во втянутом положении ориентировано в первое положение вращения, а в выдвинутом положении ориентировано во второе положение вращения. Соответствующие ориентации видны из фиг.6, 8, 9 и 10.
Вращение первого устройства 11 охлаждения из первого во второе положение вращения может производиться, например, с помощью соответствующего варианта осуществления кулисной направляющей, которая применяется при сдвигании первого устройства 11 охлаждения. В этом случае для вращения не требуется никакой другой исполнительный элемент дополнительно к исполнительному элементу 12. Альтернативно, например, можно производить вращение соответственно изображению на фиг.8 посредством предназначенного для первого устройства 11 охлаждения другого исполнительного элемента 12ʽ прокатной клети 1c, например, другого узла гидравлического цилиндра. Также можно производить вращение соответственно изображению на фиг.10 таким образом, что на первом устройстве 11 охлаждения имеется выступ, который взаимодействует с соответствующим упором на прокатной клети 1c (например, на скребке 13).
Для нанесения жидкого охлаждающего средства 14 на рабочие валки 3 жидкое охлаждающее средство 14 подводится к первому устройству 11 охлаждения, как правило, под относительно высоким рабочим давлением p1. Это рабочее давление p1, называемое ниже первым рабочим давлением, чаще всего лежит в пределах от 10 бар до 13 бар. Для нанесения жидкого охлаждающего средства 14 на плоский прокатываемый материал 10 жидкое охлаждающее средство 14 подводится к первому устройству 11 охлаждения, как правило, под относительно низким рабочим давлением p2. Это рабочее давление p2, называемое ниже вторым рабочим давлением, меньше первого рабочего давления p1. Чаще всего оно лежит в пределах от 2 бар до 5 бар, в частности примерно 3 бар-4 бар. Первое рабочее давление p1 чаще всего является фиксированным. Второе рабочее давление p2 тоже может быть фиксированным. Альтернативно оно может настраиваться варьируемым образом посредством регулирующего звена. Это регулирующее звено, как и другие регулирующие элементы, такие как, например, клапаны, может быть расположено вне прокатной клети 1c.
Выше было подробно пояснено только одно единственное первое устройство 11 охлаждения. Но, как правило, прокатная клеть 1c включает в себя соответственно изображению на фиг.6-9 не только одно единственное первое устройство 11 охлаждения, а четыре таких устройства 11 охлаждения, а именно, по одному первому устройству 11 охлаждения на входной стороне перед верхним рабочим валком 3, первое устройство 11 охлаждения на выходной стороне после верхнего рабочего валка 3 и первое устройство 11 охлаждения на выходной стороне после нижнего рабочего валка 3. Поэтому вышестоящие рассуждения относятся к каждому из этих первых устройств 11 охлаждения.
Если жидкое охлаждающее средство 14 наносится снизу, например, на плоский прокатываемый материал 10, это жидкое охлаждающее средство 14 может без затруднений падать и стекать каплями с плоского прокатываемого материала 10. Однако, если жидкое охлаждающее средство наносится на плоский прокатываемый материал 10 сверху, может случиться, что жидкое охлаждающее средство 14 останется на плоском прокатываемом материале 10. С одной стороны, это является недостатком, потому что при этом больше не обеспечено заданное охлаждающее действие. Это является недостатком также потому, что при этом больше не обеспечено заданное нанесение другого охлаждающего средства с помощью другого устройства охлаждения. Это другое устройство охлаждения может представлять собой, например, первое устройство охлаждения следующей прокатной клети 1d. Речь может идти также о межклетьевом устройстве охлаждения, которое расположено между этими двумя прокатными клетями 1c, 1d.
Во избежание таких проблем прокатная клеть 1c соответственно изображению на фиг.11 может иметь устройство 18 поперечного обдува. Это устройство 18 поперечного обдува, когда первое устройство 11 охлаждения находится в выдвинутом положении, если смотреть в направлении x транспортировки, расположено перед или позади первого устройства 11 охлаждения. Посредством этого устройства 18 поперечного обдува, в зависимости от того, в каком месте расположено это устройство 18 поперечного обдува, перед или позади первого устройства 11 охлаждения, на плоский прокатываемый материал 10 может выдуваться газообразная среда 19. Тем самым наносимое посредством первого устройства 11 охлаждения на поверхность плоского прокатываемого материала 10 жидкое охлаждающее средство 14 удаляется с поверхности плоского прокатываемого материала 10. Можно также предусмотреть два устройства 18 поперечного обдува, по одному из которых расположено перед и позади первого устройства 11 охлаждения. Газообразная среда 10 может представлять собой воздух. Альтернативно речь может идти о защитном газе, например, азоте или аргоне. Выдувание газообразной среды 19 предпринимается, как правило, только для верхней стороны плоского прокатываемого материала 10. Однако оно может также реализовываться для нижней стороны плоского прокатываемого материала 10.
В рамках вариантов осуществления, пояснявшихся до сих пор со ссылкой на фиг.6-11, первое устройство 11 охлаждения применяется как для подачи на плоский прокатываемый материал 10, так и (при прокатке плоского прокатываемого 2 материала) для подачи на рабочие валки 3. Однако альтернативно возможно, чтобы первое устройство 11 охлаждения применялось исключительно для подачи на плоский прокатываемый материал 10. В этом случае первое устройство 11 охлаждения при прокатке плоского прокатываемого 2 материала деактивировано. Ориентация первого устройства 11 охлаждения во втянутое положение в этом случае, разумеется, нерелевантна. В выдвинутом положении, в отличие от этого, первое устройство 11 охлаждения, как пояснялось выше со ссылкой на фиг.6-11, предпочтительно ориентировано таким образом, чтобы жидкое охлаждающее средство 14, если смотреть от первого устройства 11 охлаждения, распространялось на второй плоский прокатываемый материал 10 по существу ортогонально к направлению x транспортировки.
Кроме того, прокатная клеть 1c имеет в этом случае для подачи на рабочие валки 3 (то есть, когда прокатывается плоский прокатываемый материал 2) дополнительно к первому устройству 11 охлаждения, как правило, второе устройство 20 охлаждения. Первое устройство 11 охлаждения и второе устройство 20 охлаждения в этом случае могут активироваться и деактивироваться независимо друг от друга. Если прокатная клеть 1c имеет несколько первых устройств 11 охлаждения, как правило, каждое из первых устройств 11 охлаждения имеет также по одному собственному второму устройству 20 охлаждения. В этом случае, аналогично первым устройствам 11 охлаждения, также каждое второе устройство 20 охлаждения может активироваться и деактивироваться независимо от других вторых устройств 20 охлаждения. Но если данное второе устройство 20 охлаждения имеет несколько выпускных форсунок, эти выпускные форсунки данного второго устройства 20 охлаждения всегда могут активироваться или деактивироваться только вместе.
Конструкция и эксплуатация такой прокатной клети 1c поясняется ниже со ссылкой на фиг.12 и 13. При этом конструкция и эксплуатация поясняются подробно для одного отдельного первого устройства 11 охлаждения и соответствующего второго устройства 20 охлаждения. Но они относятся точно так же и к нескольким первым устройствам 11 охлаждения и, соответственно этому, нескольким вторым устройствам 20 охлаждения.
Конструкция и эксплуатация прокатной клети 1c в соответствии с фиг.12 и 13 принципиально такая же, как пояснялось ранее со ссылкой на фиг.6-11. Поэтому ниже подробно остановимся только на различиях.
Как уже упомянуто, прокатная клеть 1c с фиг.12 и 13 дополнительно к первому устройству 11 охлаждения имеет второе устройство 20 охлаждения. Посредством этого второго устройства 20 охлаждения на рабочие валки 3 во время прокатки плоского прокатываемого 2 материала подается жидкое охлаждающее средство 14. В этом состоянии рабочие валки 3, в частности, смонтированы в прокатной клети 1c. Подача осуществляется по всем правилам таким образом, чтобы жидкое охлаждающее средство 14, если смотреть от второго устройства 20 охлаждения, распространялось на один из рабочих валков 3 одной компонентой в или против направления x транспортировки. Соответствующие варианты осуществления нанесения жидкого охлаждающего средства на рабочие валки 3 первых устройств 11 охлаждения применимы аналогично.
В связи с тем обстоятельством, что для подачи на рабочие валки 3 жидкого охлаждающего средства 14 имеется собственное устройство 20 охлаждения, в частности, не требуется, чтобы первое устройство 11 охлаждения принимало различные ориентации. Хотя это и возможно, но не требуется. Из фиг.12 и 13 это сохранение ориентации видно из того, что выпускные форсунки 16 первого устройства 11 охлаждения на фиг.12 и 13 ориентированы одинаково.
В принципе, только первое устройство 11 охлаждения должно обладать возможностью сдвигания из втянутого положения в выдвинутое положение. Для второго устройства 20 охлаждения это не требуется. Но часто первое устройство 11 охлаждения и второе устройство 20 охлаждения соответственно изображению на фиг.12 и 13 объединены в один конструктивный узел. При сдвигании первого устройства 11 охлаждения в направлении x транспортировки или против направления x транспортировки в этом случае одновременно также второе устройство 20 охлаждения сдвигается в направлении x транспортировки или против направления x транспортировки.
Посредством предлагаемого изобретением варианта осуществления по меньшей мере задних прокатных клетей 1 группы прокатных клетей, например, прокатных клетей 1c, 1d и 1e, можно начинать охлаждение плоского прокатываемого материала 10 уже непосредственно после последнего прохода прокатки, который осуществляется, например, в прокатной клети 1b. Благодаря этому может минимизироваться промежуток времени между последним проходом прокатки и началом охлаждения плоского прокатываемого материала 10. Изготавливаемый ассортимент продуктов группы прокатных клетей может расширяться. В частности, могут оптимизироваться достижимые свойства материала для плоского прокатываемого материала 10, имеющего относительно большую конечную толщину d2. Это относится также к непрерывной эксплуатации группы прокатных клетей, в частности при комбинации разливки и прокатки.
Настоящее изобретение имеет и другие преимущества. Например, можно рассматривать в целом и моделировать охлаждение плоского прокатываемого материала 10 в задних прокатных клетях 1 группы прокатных клетей и охлаждение в расположенном после них участке 6 охлаждения. Такие методы собственно известны для включения межклетьевых устройств охлаждения. При их наличии межклетьевые устройства охлаждения могут также, как и в уровне техники, включаться одновременно в охлаждение плоского прокатываемого материала 10. Некоторые плоские прокатываемые материалы 10 могут даже полностью охлаждаться еще в группе прокатных клетей.
В отношении варианта осуществления первых устройств 11 охлаждения могут также приниматься варианты осуществления, которые уже известны в уровне техники для охлаждения рабочих валков 3. В частности, альтернативно возможно, имплементировать подачу, независимую от места в направлении ширины плоского прокатываемого материала 10 или с локальным разрешением в направлении ширины плоского прокатываемого материала 10. Такая подача с локальным разрешением, если смотреть в направлении ширины плоского прокатываемого материала 10, для подачи на рабочие валки 3 известна, например, из вышеназванной WO 2006/076 777 A1 и тоже вышеназванной US 2001/0 007 200 A1. Однако в случае подачи на плоский прокатываемый материал 10 с локальным разрешением в направлении ширины плоского прокатываемого материала 10, точно так же, как и в уровне техники, при подаче в направлении ширины плоского прокатываемого 2 материала с локальным разрешением на рабочие валки 3, требуется соответственно большее количество трубопроводов 15.
Также может эффективно использоваться и без того уже стесненное конструктивное пространство прокатных клетей 1. Дополнительные элементы, например, дополнительная система труб в каждой прокатной клети 1, не требуются.
Чисто для предупреждения следует также упомянуть, что описанные способы эксплуатации являются обратимыми. То есть, исходя из состояния, при котором рабочие валки 3 демонтированы, и первое устройство 11 охлаждения находится в его выдвинутом положении, точно так же можно снова сдвигать первое устройство 11 охлаждения в его втянутое положение, затем снова монтировать рабочие валки 2 и, наконец, снова прокатывать плоский прокатываемый материал 2 в соответствующей прокатной клети 1c.
Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительном примере осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалистом могут выводиться отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1, 1a-1e Прокатные клети
2, 10 Плоские прокатываемые материалы
3 Рабочие валки
4 Оси валков
5 Опорные валки
6 Участок охлаждения
7, 8 Станины клетей
9 Окно станины
11, 20 Устройства охлаждения
11' Вращающееся соединение
12, 12' Исполнительные элементы
13 Скребки
14 Жидкое охлаждающее средство
15 Трубопроводы
16 Выпускные форсунки
17 Оси
18 Устройства поперечного обдува
19 Газообразная среда
d1, d2 Конечные толщины
p1, p2 Рабочие давления
x Направление транспортировки.