Устройство охлаждения валков
ROLL COOLING DEVICE

Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к устройствам и системам охлаждения прокатных валков станов горячей прокатки.
Известна система охлаждения валков станов горячей прокатки [Гарбер Э.А. и др. Технический прогресс систем охлаждения прокатных станов. - М.: Металлургия, 1991 с. 193-197], включающая трубопроводы для подачи охлаждающей жидкости и коллекторы, расположенные вдоль боковой поверхности верхних рабочих валков, которые распределяют охлаждающую жидкость по ней. Недостатком данной системы охлаждения является попадание охлаждающей жидкости на прокатываемый лист. Это приводит к быстрому остыванию листа, что при прокатке сталей и сплавов с узким температурным интервалом деформирования повышает усилие прокатки, приводит к трещинообразованию на поверхности листов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является система охлаждения рабочих валков прокатного стана [Гарбер Э.А. и др. Технический прогресс систем охлаждения прокатных станов. - М.: Металлургия, 1991 с. 193-197].
Данная система включает насосную станцию, основной магистральный трубопровод и коллекторы, расположенные с обеих сторон клети вдоль рабочей поверхности рабочих валков. Применение указанной системы охлаждения на станах горячей прокатки не исключает подстуживание листов из спецсталей или жаропрочных сплавов, которые имеют узкий температурный диапазон деформирования. Охлаждение верхнего рабочего валка прокатной клети стана горячей прокатки осуществляется путем подачи и распределения охлаждающей жидкости коллекторами на его поверхность. После этого охлаждающая жидкость стекает в подстановый лоток, при этом попадая на поверхность прокатываемой полосы, что приводит к дополнительному ее охлаждению.
Таким образом, основным недостатком данной системы охлаждения является, что она является дополнительным источником охлаждения прокатываемого листа из спецстали или сплавов, соответственно, в процессе горячей прокатки таких марок сталей и сплавов происходит попадание охлаждающей жидкости на лист, что приводит к повышению сопротивлению деформации прокатываемого листа и образованию трещин. Производится отключение подачи охлаждающей жидкости, что приводит к перегреву валков и, как следствие, к повышенному их износу, а также к неравномерному разогреву валка, что в свою очередь ведет к получению продольной и поперечной разнотолщинности листа.
Техническая задача заявленного решения направлена на повышение производительности и улучшение качества поверхности и кромки прокатываемых листов стана горячей прокатки за счет обеспечения необходимого усилия прокатки.
Технический результат заявленного решения направлен на исключение попадания охлаждающей жидкости на прокатываемую полосу для обеспечения требуемого температурного интервала деформирования.
Поставленная задача достигается тем, что заявляемое устройство охлаждения верхнего рабочего валка прокатной клети содержит насосную станцию, соединенную с трубопроводом подачи охлаждающей жидкости, коллекторы подачи охлаждающей жидкости, расположенные на боковых поверхностях верхнего рабочего валка, трубопроводы отвода охлаждающей жидкости и подстановый лоток. При этом коллекторы подачи охлаждающей жидкости снабжены смачиваемым материалом, прилегающим к боковой поверхности верхнего рабочего валка, в трубопроводах подачи охлаждающей жидкости насосной станции к коллекторам к установлены электромагнитные клапаны.
Снабжение коллекторов смачиваемым материалом, который прилегает к поверхности валка, обеспечивает подачу охлаждающей жидкости на поверхность валка со стороны выхода полосы из прокатной клети и сбор остатков охлаждающей жидкости смачиваемым материалом со стороны входа полосы в клеть, что исключает попадание охлаждающей жидкости на прокатываемую полосу для обеспечения требуемого температурного интервала деформирования.
В качестве смачиваемого материала используют гибкий пористый материал, выполненный, например, из резины, поролона и т.п. материалов.
Установка электромагнитных клапанов позволяет изменять подачу и отвод охлаждающей жидкости с одного коллектора на другой при смене направления прокатки в реверсивной клети. Благодаря этому, в заявляемом техническом решении организуется следующая система охлаждения. Охлаждающая жидкость по магистральному трубопроводу подается на коллекторы охлаждения, при этом электромагнитный клапан подачи охлаждающей жидкости перекрывается на коллектор со смачиваемым материалом, расположенный со стороны входа полосы в клеть, а электромагнитный клапан, обеспечивающий подачу охлаждающей жидкости на коллектор со смачиваемым материалом, расположенном на выходе полосы из клети, остается открытым. Далее охлаждающая жидкость попадает на валок со смачиваемого материала, и удерживаемая силами поверхностного натяжения на вращающемся валке попадает на смачиваемый материал со стороны входа полосы. Охлаждающая жидкость отводится от смачиваемого материала со стороны входа полосы в клеть насосом через коллектор. При этом электромагнитный клапан на трубопроводе от коллектора, расположенного со стороны входа, к насосу открыт, а электромагнитный клапан от коллектора, расположенного со стороны выхода полосы из клети, к насосу перекрыт. Отвод охлаждающей жидкости в подстановый лоток осуществляется по трубопроводам самотеком.
Таким образом, предлагаемая конструкция системы охлаждения верхнего валка прокатной клети обеспечивает его охлаждение и исключает попадание охлаждающей жидкости на поверхность прокатываемого листа и, как следствие, позволяет избежать повышения сопротивления деформации листа в процессе прокатки и трещинообразования.
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано графическим материалом, где на представлена принципиальная схема установки.
Устройство охлаждения валка содержит насосную станцию 1, которая соединена с магистральным трубопроводом 2 и с коллекторами 3 и 4, расположенными с обеих сторон клети. Магистральный трубопровод 2 содержит два электромагнитных клапана 5, 6 для каждого коллектора 3 и 4. Коллекторы 3 и 4 снабжены губкой 7 и 8, которая прилегает вдоль рабочей поверхности верхнего рабочего валка 9. Коллекторы 3 и 4 соединены с подстановым лотком 11, который расположен под прокатной клетью, через сливные трубопроводы 10.
В процессе горячей прокатки листа в прямом направлении охлаждающую жидкость для охлаждения верхнего рабочего валка стана подают от насосной станции 1 по магистральному трубопроводу 2 с давлением 0,3 МПа к коллектору 4, который расположен со стороны выхода полосы, при этом подача охлаждающей жидкости на коллектор 3 перекрыта электромагнитным клапаном 5. Охлаждающая жидкость насыщает губку 8, которая, в свою очередь, смачивает верхний рабочий валок 9. Охлаждающая жидкость под действием сил поверхностного натяжения остается на валке 9 и в процессе его вращения охлаждает, при этом вращение валка 9 осуществляется в сторону входа полосы в клеть. Остатки охлаждающей жидкости собираются губкой 7 и через коллектор 3, который соединен трубопроводом 10 с подстановым лотком 11 и при избытке охлаждающей жидкости, сбрасывается в него.
При смене направления прокатки в обратную сторону подаваемая охлаждающая жидкость по магистральному трубопроводу 2 от насосной станции 1 поступает к коллектору 3, при этом электромагнитный клапан 6 закрыт, исключая подачу жидкости к коллектору 4. Коллектор 3 насыщает смачиваемый материал 7 охлаждающей жидкостью, которая под действием центробежной силы попадает на верхний валок 9 и движется к смачиваемому материалу 8, где собирается и через коллектор 4 по трубопроводу 10 сбрасывается в подстановый лоток 11.