RU2254181C1 - Strip hot rolling process - Google Patents

Abstract

FIELD: rolled stock production, possibly manufacture of hot rolled wide strips.

SUBSTANCE: process comprises steps of hot rolling of strip, mainly strip having thickness 1.5 - 2.5 mm in wide strip rolling mill; inter-stand cooling of strip in finish rolling group of stands by means of water from upwards and downwards; further cooling of strip by means of water in outlet roller table; at rolling in finish group of stand forming strip with doubled symmetrical convexity of its cross section contour due to alternating controlled variable cooling of rolled piece with water in finish rolling stands before rolling; cooling strip along its width directly before it is introduced to deformation zone due to local water supply to strip from upwards and downwards near its edges and limiting water supply to central portion of strip.

EFFECT: possibility for optimal use of strips for making double-width sheet iron due to effective control of forming desired variable geometry of hot rolled strip along its width.

1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос.The invention relates to rolling production and can be used in the production of wide hot-rolled strips.

Известен способ горячей прокатки полос, включающий горячую прокатку полос на стане с одновременным регулированием их плоскостности, охлаждение полос водой перед смоткой на отводящем рольганге (см., например, Пат. РФ №2037536, БИ №17, 1995).A known method of hot rolling of strips, including hot rolling of strips on the mill with simultaneous regulation of their flatness, cooling the strips with water before winding on the discharge roller table (see, for example, Pat. RF No. 2037536, BI No. 17, 1995).

Недостатком данного способа при горячей прокатке широких полос является невозможность управления тепловым профилем полосы по ее ширине, что не позволяет обеспечить требуемый уровень геометрии при производстве широкого горячекатаного подката.The disadvantage of this method when hot rolling wide strips is the inability to control the thermal profile of the strip along its width, which does not allow to provide the required level of geometry in the production of a wide hot-rolled rolling.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ горячей прокатки полос, включающий прокатку полос с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге (см. Патент РФ №2120481, БИ №, 1998).The closest analogue to the claimed object is a method of hot rolling of strips, including rolling strips with interstage cooling in the finishing group of the mill stands with water above and below and subsequent cooling of the strip with water on the discharge roller table (see RF Patent No. 2120481, BI No. 1998).

Недостатком известного способа является сложность обеспечения требуемой переменной геометрии по ширине горячекатаного проката при производстве широких полос. В результате горячей прокатки полоса приобретает традиционную чечевицеобразную форму. При роспуске такой полосы, например, на две равные части, образуется значительная клиновидность проката, что отрицательно сказывается при последующей холодной прокатке каждой из этих частей полосы.The disadvantage of this method is the difficulty of providing the required variable geometry along the width of the hot-rolled steel in the production of wide strips. As a result of hot rolling, the strip takes on a traditional lenticular shape. When such a strip is dissolved, for example, into two equal parts, a significant wedge-shaped shape is formed, which negatively affects the subsequent cold rolling of each of these parts of the strip.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является оперативное управление формированием заданной переменной геометрии горячекатаного раската по его ширине путем чередования управляемого охлаждения поверхности полосы водой перед клетями чистовой группы стана и последующей прокатки полосы.The technical problem solved by the claimed invention is the operational control of the formation of a given variable geometry of the hot-rolled roll along its width by alternating controlled cooling of the strip surface with water in front of the stands of the finishing group of the mill and subsequent rolling of the strip.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки полос толщиной, преимущественно 1,5-2,5 мм, включающем прокатку полос на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, согласно изобретению, при прокатке в чистовой группе клетей формируют полосу с двойной симметричной выпуклостью в профиле поперечного сечения чередованием управляемого переменного охлаждения раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой и последующей прокатки в чистовой группе клетей стана, причем, охлаждение полосы по ее ширине осуществляют непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы.The problem is solved in that in the known method of hot rolling of strips with a thickness of mainly 1.5-2.5 mm, including rolling strips on a broadband mill with intercell cooling in the finishing group of the mill stands with water above and below and subsequent cooling of the strip with water on the discharge roller table , according to the invention, when rolling in the finishing group of stands, a strip with double symmetrical convexity is formed in the cross-sectional profile by alternating controlled variable cooling of the sheet with water in the stands of the finishing group Ed rolling and subsequent rolling in the finishing mill stands, and cooling the strip across its width is carried out directly in front of the hearth by strain localization supplying water onto the strip from above and below in the marginal portions thereof while restricting water flow in the central part of the strip.

Отличительный признак, характеризующий чередование управляемого переменного охлаждения полосы водой сверху и снизу перед прокаткой в клетях чистовой группы стана, известен. Однако, в известных технических решениях способы горячей прокатки полос включают прокатку полос на широкополосном стане с охлаждением в межклетевых промежутках чистовой группы стана. При производстве некоторых видов продукции (например, производство горячекатаного подката для жести), так как межклетевое охлаждение предусматривает охлаждение полосы по всей ее ширине, в чистовой группе клетей межклетевое охлаждение не используется (особенно в последних проходах) в силу необходимости формирования требуемых механических свойств подката. Поэтому при производстве горячекатаного подката толщиной 1,5-2,5 мм в чистовой группе клетей затруднительно создание необходимого переменного теплового профиля полосы по ее ширине и, следовательно, невозможно оперативное управление геометрией раската по его ширине.A distinctive feature characterizing the alternation of controlled variable cooling of the strip with water from above and below before rolling in the stands of the finishing group of the mill is known. However, in the known technical solutions, methods for hot rolling of strips include rolling strips on a broadband mill with cooling in the inter-stand spaces of the finishing group of the mill. In the manufacture of certain types of products (for example, the production of hot-rolled tin plate), since inter-stand cooling involves cooling the strip over its entire width, inter-stand cooling is not used in the finishing group of stands (especially in the last passes) due to the need to form the required mechanical properties of the tack. Therefore, it is difficult to create the necessary variable thermal profile of the strip along its width in the production of hot rolled strips with a thickness of 1.5-2.5 mm in the finishing group of stands and, therefore, it is impossible to quickly control the geometry of the strip along its width.

В заявляемом техническом решении отличительный признак, характеризующий охлаждение горячего проката непосредственно перед входом в очаг деформации и при этом с локализацией подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы, позволяет решить поставленную техническую задачу. Причем такая совокупность отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружена.In the claimed technical solution, the distinguishing feature that characterizes the cooling of hot rolled products immediately before entering the deformation zone and at the same time with localization of the water supply to the strip above and below its marginal sections with the simultaneous limitation of water supply to the central part of the strip allows solving the technical problem. Moreover, such a combination of distinctive features in the known technical solutions is not found.

Заявляемый способ организации процесса прокатки путем локальной подачи воды на поверхность полосы непосредственно перед входом ее в прокатную клеть позволяет обеспечить в случае прокатки тонкой полосы (например, толщиной 1,5-2,5 мм) существенный перепад температур в пределах 40-100°С по ширине раската. В случае равномерной подачи воды на поверхности проката температура и, соответственно, механические свойства металла по ширине одинаковы. На верхней поверхности будет наблюдаться максимум температуры в центральной части полосы и минимум - у кромок (так как вода удаляется через кромки полосы), при этом, перепад температур не превышает 20-40°С. С нижней же стороны полосы вода в случае равномерной ее подачи по ширине, падает сразу обратно под действием сил тяжести, поэтому на нижней поверхности полосы ее тепловой профиль будет равномерный. Следовательно, как отмечено выше, известные способы организации подачи воды на поверхность полосы при горячей прокатке не позволяют обеспечить переменный тепловой профиль полосы, а следовательно, и пропорциональное ему заданное изменение толщины в поперечном направлении. Заявляемое техническое решение позволяет на обеих поверхностях полосы обеспечить требуемую разность температур между центральными и прикромочными участками полосы за счет возможности предупреждения попадания воды в заданную зону в центральной части с постепенным увеличением количества попадаемой воды к краям полосы. Это способствует обеспечению заданного переменного теплового профиля поверхности полосы. Поверхность такой полосы будет обладать разными механическими свойствами по ширине раската (например, предел текучести такой полосы минимальный в центральной части и монотонно увеличивается к ее кромкам). Полоса, имея указанный выше переменный тепловой профиль и попадая в прокатную клеть чистовой группы стана, получает максимальное обжатие в ее центральных и минимальное в прикромочных участках. Таким образом, обеспечивается возможность оперативного управления формированием заданной переменной толщины горячекатаного раската по его ширине.The inventive method of organizing the rolling process by local water supply to the surface of the strip immediately before it enters the rolling stand allows to ensure a significant temperature difference in the range of 40-100 ° C in the case of rolling a thin strip (for example, 1.5-2.5 mm thick) the width of the roll. In the case of a uniform water supply on the surface of the rolled metal, the temperature and, accordingly, the mechanical properties of the metal in width are the same. On the upper surface there will be a maximum temperature in the central part of the strip and a minimum at the edges (since water is removed through the edges of the strip), while the temperature difference does not exceed 20-40 ° C. On the lower side of the strip, water, if it is uniformly distributed across the width, immediately falls back under the action of gravity, therefore, on the lower surface of the strip its thermal profile will be uniform. Therefore, as noted above, the known methods of organizing water supply to the strip surface during hot rolling do not allow providing a variable thermal profile of the strip, and therefore, a predetermined predetermined change in thickness in the transverse direction. The claimed technical solution allows on both surfaces of the strip to provide the required temperature difference between the central and marginal sections of the strip due to the possibility of preventing water from entering the specified zone in the central part with a gradual increase in the amount of water entering the edges of the strip. This helps to ensure a given variable thermal profile of the strip surface. The surface of such a strip will have different mechanical properties across the width of the roll (for example, the yield strength of such a strip is minimal in the central part and monotonically increases to its edges). The strip, having the above variable thermal profile and falling into the rolling stand of the finishing group of the mill, receives the maximum compression in its central and minimum in the marginal areas. Thus, it is possible to promptly control the formation of a given variable thickness of the hot rolled roll along its width.

Известны способы формирования полос с переменной выпуклостью в профиле поперечного сечения (см., например, Патент РФ №1713695. Способ горячей прокатки. Опубл. в БИ №7, 1992 г.). Однако, в известных способах горячей прокатки при формировании переменной геометрии по ширине полосы используется метод станочного профилирования валковой арматуры. То есть применяется специальная система калибровок клетей чистовой группы стана. Это не позволяет оперативно управлять геометрией проката по его ширине, что связано с возможностью износа валков. Кроме того, в случае перехода на новую заданную величину выпуклости по ширине полосы необходима новая калибровка валков чистовой группы стана. В заявляемом способе горячей прокатки формирование переменной выпуклости профиля поперечного сечения полосы организуется указанным выше чередованием управляемого переменного охлаждения полосы перед клетью и последующей прокатки, что позволяет исключить описанные выше недостатки станочного профилирования валковых систем.Known methods of forming strips with variable convexity in the cross-sectional profile (see, for example, RF Patent No. 1713695. Hot rolling method. Publ. In BI No. 7, 1992). However, in the known methods of hot rolling when forming variable geometry along the strip width, the method of machine profiling of rolling reinforcement is used. That is, a special calibration system of stands of the finishing group of the mill is used. This does not allow you to quickly manage the geometry of the rental along its width, which is associated with the possibility of wear of the rolls. In addition, in the case of a transition to a new predetermined convexity value along the strip width, a new calibration of the mill finishing group rolls is necessary. In the inventive method of hot rolling, the formation of a variable convexity of the cross-sectional profile of the strip is organized by the above-mentioned alternation of controlled variable cooling of the strip in front of the stand and subsequent rolling, which eliminates the above-described disadvantages of machine profiling of roll systems.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ горячей прокатки полос не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентноспособности "изобретательский уровень".Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that for a specialist the inventive method of hot rolling of strips does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the patentability condition of "inventive step".

Пример осуществления способаAn example of the method

На широкополосном стане 2000 горячей прокатки прокатывается полоса из стали марки 08пс размером 2,3×1670 мм.On a broadband hot rolling mill 2000, a strip of steel of 08ps grade 2.3 × 1670 mm is rolled.

Сляб, нагретый до требуемой температуры, поступает на широкополосный стан горячей прокатки, имеющий в своем составе черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройствами межклетевого охлаждения, а также отводящий рольганг с охлаждающими секциями и две группы моталок. После прокатки в черновой группе клетей широкополосного стана, полоса направляется по промежуточному рольгангу в чистовую группу клетей, где полоса одновременно находится в нескольких клетях. Перед попаданием в рабочую клеть чистовой группы непосредственно на входной стороне очага деформации организуется локализация подачи воды на верхнюю и нижнюю поверхности полосы таким образом, чтобы образовать локальную зону, шириной 70-100 мм, защищенную от попадания воды на полосу. При этом вода подается только в прикромочные участки. Таким образом, вода, попадая на оставшуюся поверхность полосы, увеличивает время ее контакта с ее поверхностью от минимума в центральной ее части (за пределами указанной локальной зоны) до максимума у кромок полосы. Так как центральная часть полосы в поперечном направлении оказывается в меньшей степени охлажденной по отношению к краевым участкам, то она имеет минимальный предел текучести, который монотонно увеличивается к краям полосы. В результате полоса, попадая в очаг деформации, примет поперечное сечение, аналогичное тепловому ее профилю. При этом будет сформирована двойная симметричная выпуклость раската. После прокатки в последней чистовой клети полоса подается на отводящий рольганг к моталкам, где сматывается в рулон.The slab, heated to the required temperature, enters the broadband hot rolling mill, which includes a roughing group of stands, an intermediate roller table, a finishing descaler, a finishing continuous group of stands with inter-cell cooling devices, as well as a discharge roller table with cooling sections and two groups of coilers. After rolling in a draft group of stands of a broadband mill, the strip is directed along the intermediate roller table to the finishing group of stands, where the strip is simultaneously located in several stands. Before getting into the working stand of the finishing group directly on the input side of the deformation zone, localization of water supply to the upper and lower surfaces of the strip is organized in such a way as to form a local zone, 70-100 mm wide, protected from water entering the strip. In this case, water is supplied only to marginal areas. Thus, water falling on the remaining surface of the strip increases the time of its contact with its surface from a minimum in its central part (outside the specified local zone) to a maximum at the edges of the strip. Since the central part of the strip in the transverse direction is less cooled relative to the edge sections, it has a minimum yield strength, which monotonically increases to the edges of the strip. As a result, the strip, falling into the deformation zone, will take a cross section similar to its thermal profile. In this case, a double symmetrical bulge of the roll will be formed. After rolling in the last finishing stand, the strip is fed to the take-off roller conveyor to the coilers, where it is wound into a roll.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ горячей прокатки полос работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.Based on the foregoing, we can conclude that the inventive method of hot rolling strips is workable and eliminates the disadvantages that occur in the prototype.

Заявляемый способ может найти широкое применение для производства тонкого горячекатаного подката с регламентируемой формой поперечного сечения, например, при производстве подката для жести «двойной» ширины. Так, при продольном роспуске широких полос на две равные по ширине полосы, полученные по традиционным способам горячей прокатки с чечевицеобразной формой поперечного сечения полосы после роспуска, будут иметь форму с клиновидным поперечным сечением. Прокатка такого подката на непрерывных станах холодной прокатки приводит к появлению трудноразрешимых технологических проблем, особенно при производстве жести толщиной 0,25 мм и менее, многочисленным порывам, снижению скорости прокатки и т.д. Именно этот факт сдерживает развитие прокатки широкого горячекатаного подката для жести «двойной ширины». А применение производства узких полос в качестве подката для жести существенно (практически в 2 раза) снижает производительность широкополосных станов горячей прокатки.The inventive method can be widely used for the production of thin hot-rolled rolled products with a regulated cross-sectional shape, for example, in the production of rolled for tin "double" width. So, with the longitudinal dissolution of wide strips into two strips of equal width, obtained by traditional methods of hot rolling with a lenticular cross-sectional shape of the strip after dissolution, will have a wedge-shaped cross section. Rolling such a roll on continuous cold rolling mills leads to the appearance of intractable technological problems, especially in the production of tin with a thickness of 0.25 mm or less, numerous gusts, a decrease in the rolling speed, etc. It is this fact that holds back the development of rolling a wide hot-rolled tin for "double width" tin. And the use of the production of narrow strips as a tackle for tin significantly (almost 2 times) reduces the performance of broadband hot rolling mills.

Эти явления можно исключить, формируя заранее заданную переменную толщину и механические свойства по ширине горячекатаного подката путем управлением охлаждением и последующей горячей прокатки в чистовых проходах стана горячей прокатки.These phenomena can be eliminated by forming a predetermined variable thickness and mechanical properties along the width of the hot rolled steel by controlling cooling and subsequent hot rolling in the finishing passages of the hot rolling mill.

Следовательно, заявляемый способ, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».Therefore, the claimed method meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims (1)

Способ горячей прокатки полос толщиной преимущественно 1,5-2,5 мм, включающий прокатку полос на широкополосном стане с межклетевым охлаждением в чистовой группе клетей стана водой сверху и снизу и последующее охлаждение полосы водой на отводящем рольганге, отличающийся тем, что при прокатке в чистовой группе клетей формируют полосу с двойной симметричной выпуклостью в профиле поперечного сечения чередованием управляемого переменного охлаждения раската водой в клетях чистовой группы перед прокаткой и последующей прокатки в чистовой группе клетей стана, причем охлаждение полосы по ее ширине осуществляют непосредственно перед входом в очаг деформации путем локализации подачи воды на полосу сверху и снизу в прикромочные ее участки с одновременным ограничением подачи воды в центральную часть полосы.The method of hot rolling of strips with a thickness of mainly 1.5-2.5 mm, including rolling strips on a broadband mill with intercell cooling in the finishing group of the mill stands with water above and below and subsequent cooling of the strip with water on the discharge roller table, characterized in that when rolling in finishing a group of stands is formed with a double symmetrical bulge in the cross-sectional profile by alternating controlled variable cooling of the roll with water in the stands of the finishing group before rolling and subsequent rolling in the finishing load pne of the mill stands, and the strip is cooled along its width immediately before entering the deformation zone by localizing the water supply to the strip from above and below to its marginal sections while restricting the water supply to the central part of the strip.