Прокатка листовой стали на непрерывных и полунепрерывных станах

На непрерывных и полунепрерывных станах прокатывают и толстый, и тонкий лист толщиной 1,2. ..32 мм. Типовой непрерывный стан горячей прокатки листа представлен на рис. 4.7.

В черновую группу его клетей входят: клеть с вертикальными валками (окалиноломатель), горизонтальная двухвалковая и четыре универсальные четырехвалковые клети - всего 6. Чистовая группа клетей состоит из роликового окалиноломателя и семи четырехвалковых клетей. Горизонтальные валки всех клетей стана имеют одинаковую длину бочки 2000 мм, диаметр опорных валков во всех четырехвалковых клетях 1600 мм. Диаметр рабочих валков различен- для черновой 1180 мм, для чистовой 800 мм.

Схема расположения оборудования стана 2000 ОАО «Северсталь»

Рис. 4.7. Схема расположения оборудования стана 2000 ОАО «Северсталь»: 1 - группа нагревательных печей; 2 - печной рольганг;

  • 3 - вертикальная клеть-окалиноломатель; 4 - черновая клеть дуо;
  • 5 - черновые универсальные клети кварто; 6 - промежуточный рольганг; 7 - летучие ножницы; 8 - чистовой роликовый окалиноломатель; 9 - чистовая группа клетей; 10 - отводящий рольганг с системой водяного охлаждения полос; 11 - моталки

Больший диаметр рабочих валков в черновой группе нужен для того, чтобы обжатие не лимитировалось углом захвата. Меньший диаметр валков в чистовой группе способствует прокатке более гонких листов за счет снижения контактной поверхности и, следовательно, упругой деформации валков.

В клети с вертикальными валками сляб обжимается но ширине, и окалина на поверхности сляба разрыхляется. Окалина удаляется гид- росбивом после чернового окалиноломателя и вторично - после чистового окалиноломателя.

После прокатки в черновой группе подкат толщиной 25...50 мм с температурой 1030... 1120 °С (меньшее значение температуры соответствует меньшей толщине подката) по промежуточному рольгангу поступает в чистовую группу клетей.

Перед чистовой группой имеются летучие ножницы для обрезки переднего и заднего концов подката, что необходимо для уменьшения динамических нагрузок при захвате и стабилизации процесса прокатки.

Передний и задний концы раската в большинстве случаев вытянуты в виде языка или хвоста и имеют пониженную температуру по сравнению с остальным металлом. Основная причина получения языка или хвоста - непрямоугольная форма сляба или неточная задача сляба в одну из черновых клетей.

После обрезки переднего конца подкат направляется в чистовой окалиноломатель, который предназначен для разрушения воздушной окалины, образовавшейся во время пребывания горячей полосы на промежуточном рольганге. Максимальная толщина ее может достигать 0,01...0,02 мм. Чистовой окалиноломатель представляет собой две пары роликов, первая из которых предназначена для разрушения вторичной окалины, а вторая - для удаления воды, находящейся на раскате (воды от гидросбива, расположенного за первой парой роликов).

Окончательная прокатка до заданной толщины проводится в клетях чистовой группы, где полоса находится одновременно во всех или нескольких клетях (при прокатке переднего и заднего концов полосы). В клетях непрерывной группы прокатка ведется с натяжением, которое обеспечивает устойчивость процесса прокатки и некоторое уменьшение расхода электроэнергии в результате уменьшения сил трения на контактных поверхностях. Величина натяжения в меж- клетьевых промежутках достигает 40.. .60 МПа.

Необходимым условием стабильной прокатки в чистовой группе является постоянство секундных объемов металла по клетям. Для выравнивания температуры но длине полосы с целью получения требуемой температуры конца прокатки технологический процесс в чистовой группе клетей ведут с ускорением. Скорость прокатки в последней чистовой клети может достигать 30 м/с.

Окончательная толщина и ширина полосы измеряются бесконтактными измерителями, расположенными за последней клетью стана. После выхода полосы из последней клети она транспортируется отводящим рольгангом к моталкам. На отводящем рольганге, длина которого порядка 100 м, полоса охлаждается ламинарным потоком воды душирующего устройства на 200...250 °С в зависимости от марки стали и требуемых механических свойств.

Перед задачей в моталку полоса цен трируется, а затем сматывается с натяжением в плотный рулон. Первые моталки предназначены для сматывания полосы толщиной 1,2...4 мм, а остальные сматывают полосу толщиной 4... 16 мм. После смотки рулоны снимаются с барабана моталки съемником, кантуются в вертикальное положение и устанавливаются на транспортер, где при помощи специальных механизмов обвязываются по диаметру стальной лентой шириной 30...60 мм и направляются по межцеховым подземным конвейерам в цех холодной прокатки или в отделение отделки горячекатаных рулонов.

Наряду с непрерывными широкополосными станами получили широкое распространение полунепрерывные широкополосные станы, отличающиеся от непрерывных главным образом составом оборудования черновой группы. Например, наличием реверсивной черновой клети, в которой осуществляются несколько проходов (в зависимости от принятой схеме обжатий). Чистовая группа, состоящая из 4- 6 четырехвалковых клетей, непрерывная. Полунепрерывные станы выгодно эксплуатировать, если объем производства не превышает 2 млн т/год, а сортамент разнообразен по размерам и включает легированные и труднодеформируемые стали (трансформаторные, нержавеющие и др.), прокатываемые за большое число проходов. В этом случае непрерывные станы менее предпочтительны, так как число проходов на них равно числу клетей. Полунепрерывные станы эффективны также при прокатке небольших партий листовой стали.

Исходной заготовкой для прокатки на непрерывных и полунепрерывных станах служат слябы, прокатанные на блюмингах и слябингах. Используются также непрерывно-литые слябы, получаемые на установках МНЛЗ, поскольку из них можно прокатывать тонкий лист минимум с 15-20-кратным суммарным обжатием, необходимым для обеспечения готовых листов требуемого качества.

На непрерывных станах предпочтительнее использовать слябы максимальной ширины, чтобы исключить операцию разбивки ширины листа и, следовательно, увеличить производительность станов.

В зависимости от химического состава стали слябы нагревают до

1150... 1280 °С, после чего они прокатываются в черновой группе клетей. Максимальное обжатие за проход составляет 40...45 %, при этом толщина подката, поступающая в чистовую группу стана, обычно 15...36 мм.

Горячая прокатка полос на непрерывных широкополосных станах сопровождается значительным снижением температуры металла во время его транспортировки по технологической линии стана: скорость охлаждения раската на рольганге между черновой и чистовой группой клетей достигает 1,2...3,6 °С/с.

Опыт работы этих станов показал, что наиболее эффективным способом сохранить тепло раската, достаточное для дальнейшей прокатки его в чистовой группе клетей, является свертывание его на промежуточном рольганге в рулон и последующее его развертывание со скоростью, определяемой технологическим процессом (скорость охлаждения свернутого в рулон, только что вышедшего из черновой клети раската толщиной 35...45 мм, не превышает0,06 °С/с).

В 1980-х годах специалисты фирмы Mannesman!! Demag на широкополосном стане нового поколения (рис. 4.8) вместо черновой группы клетей расположили одну мощную реверсивную четырехвалковую клеть 16, а за ней на промежуточном рольганге в непосредственной близости к чистовой группе клетей 15, перед ножницами 14 для обрезки концов установили устройство для свертывания и развертывания раската, названное Coilbox.

Схема расположения прокатного оборудования широкополосного стана с использованием установки Coilbox

Рис. 4.8. Схема расположения прокатного оборудования широкополосного стана с использованием установки Coilbox

Процесс передачи раската из черновой клети в чистовую группу клетей с применением свертывания и развертывания его в установке Coilbox состоит из трех этапов.

На первом этапе первые метры раската, минуя нижние 1 и верхний 4 направляющие ролики, формируются нижним 2 и верхним 6 гибочными роликами в первый виток рулона (рис. 4.9, а). В свертывании следующих витков рулона принимает участие ролик 3 (рис. 4.9, б). Его окружная скорость и скорость несущих роликов 10 выше скорости гибочных роликов, что способствует уплотнению рулона (относительная плотность свернутого рулона достигает 85 %). Преждевременное развертывание рулона предупреждено тем, что зазор между верхним и нижним роликами автоматически увеличивается при участии механизмов 5 и 8, лишь после того, как сформировались первые 3-4 витка.

Второй этап начинается после тог о, как диаметр рулона оказывается равным 1000... 1200 мм и несущие ролики установки свертывания опускаются, фиксируя образующие в горизонтальном положении. Свертывание рулона завершается, когда диаметр рулона достигает

1500...1550 мм (это 10 витков раската толщиной 35 мм или 7 витков раската толщиной 45 мм). После окончания свертывания размагыватель 9 приводит задний конец раската в положение, необходимое для развертывания (рис. 4.9, в). С этого момента задний конец раската становится для чистовых клетей стана передним, а нижняя поверхность его - верхней. Это обстоятельство способствует созданию оптимальных температурных условий прокатки металла в чистовой группе клетей.

Схема работы установки Coilbox

Рис. 4.9. Схема работы установки Coilbox

Третий этап - это передача чистовой группе клетей раската, температура которого практически та же, с которой он вышел из черновой клети. Размагыватель 9, управляемый силовой системой 7, направляет передний конец раската в передающее устройство 11, окружная скорость которых синхронизирована с окружной скоростью рабочих валков первой чистовой клети стана. С помощью механизмов 5 и 8 рулон «скатывается» на несущие ролики разматывателя 12 (рис. 4.9, г), полоса захватывается тянущими роликами 13, в то время как механизмы свертывания готовы к приему нового раската. Это означает, что свертывание очередного раската на установке Coilbox можно вести одновременно с развертыванием предыдущего. Пауза между двумя процессами не превышает 10 с.

По сути, Coilbox является моталкой без барабана, все технологические операции которой выполняются по заданной программе системами автоматического регулирования и управления ее исполнительными механизмами.

Исследования показали, что температура раската удельной массой

  • 15...20 кг/мм, свернутого в рулон, перед входом в чистовую клеть практически не отличается от средней температуры выданного из печи сляба. Это позволяет:
    • - снизить температуру нагрева слябов на 40...50 °С, что дает экономию топлива до 3.. .5 %;
    • - уменьшить толщину раската для производства того же сортамента полос;
    • - сократить длину промежуточного рольганга на 25...35 м.

Перепад температуры между передним и задним концом полосы

при использовании установки Coilbox не превышает перед чистовой группой клетей 20 °С. Это обстоятельство, вместе со сменой положения его концов и поверхностей, позволяет:

  • - вести прокатку полос в чистовой группе клетей без ускорения;
  • - уменьшить установленную мощность электродвигателей главных приводов чистовых клетей на 20...30%, что сокращает расход электроэнергии до 10... 12 %;
  • - улучшить качество проката за счет деформации металла при практически постоянной температуре, что способствует получению полос заданных размеров и формы, а также высокого качества, которое характеризуется не только его физико-механическими свойствами, но и состоянием поверхности.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >