RU2623525C1 - Method of band workpiece heating and device for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method of band workpiece heating includes the winding of the band workpiece into the reel block, heating of the band workpiece on the reel block in the furnace up to the predetermined rolling temperature T_pr=870÷950°C, holding of the band workpiece on the reel block in the furnace for the temperature equalization along its entire length and winding of the heated band workpiece from the reel block for the rolling. The band workpiece is wound layer-by-layer with tension on the reel block in the furnace, preheated up to the temperature T_rb, exceeding T_pr 100÷150°C, the working cylindrical surface of the reel block, while changing the layer-by-layer winding speed V_win of the band workpiece on the reel block, which is found according to the proposed formula.

EFFECT: increase of the speed and uniformity of the band workpiece heating, while reducing the total energy costs for its heating and rolling.

6 cl, 6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам нагрева полосовой заготовки перед прокаткой, может также применяться в линиях термообработки (ТО) и термопластической обработки (ТПО) полосы для повышения комплекса ее механических характеристик и в поточных линиях горячей штамповки и профилегибки.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods of heating a strip billet before rolling, can also be used in heat treatment (TH) and thermoplastic processing (TPO) lines of a strip to increase the complex of its mechanical characteristics and in hot stamping and roll forming production lines.

Известен способ и установка нагрева металлической полосы (RU 2477325 C21D 9/56, опубл. в Бюл. №7 от 10.03.2013.), в котором, металлическую полосу нагревают в установке, содержащей камеру предварительного подогрева, оснащенную устройством выброса горячих газов на полосу, камеру для нагрева с регенерационными горелками, систему каналов отвода газов из камеры для нагрева, регулировочный трехходовой клапан и устройство регулировки, обеспечивающее регулировку количества горячих газов, перемещаемых к устройству выброса. Недостатком известного способа и устройства нагрева является то, что скорость движения полосы при нагреве равна скорости движения полосы при ее дальнейшей горячей обработке, что вызывает необходимость либо в многократном увеличении длины печи или снижении начальной скорости прокатки, что в обоих случаях приводит к увеличению тепловых потерь и снижению эффективности нагрева. Известен также способ нагрева заготовок на сортовых и проволочных станах (RU 2430977 C21D 8/06, опубл. в Бюл. №28 от 10.10.2011.), в котором заготовки, сначала, нагревают в нагревательной печи до температуры 800÷850°C, проводят очистку заготовки от окалины при данной температуре, затем ее нагревают до температуры прокатки в установке нагрева кондукционным и/или индукционным способом, причем упомянутую установку, рольганг, подводящий заготовку к ней, и рольганг, подводящий заготовку к черновой группе клетей, укрывают утепленным кожухом, который заполняют защитным газом. Недостатком известного способа и устройства также являются повышенные тепловые потери, связанные с двух стадийностью нагрева, кроме того наличие кондукционного и/или индукционного нагрева перед задачей в прокатный стан также ограничивает начальную скорость прокатки одновременно вызывает необходимость в увеличении размеров сечения заготовки и, в случае прокатки на бунт, ограничивает длину заготовки и, следовательно, вес бунта, вызывает трудности в поддержании постоянства температуры по длине заготовки.A known method and installation for heating a metal strip (RU 2477325 C21D 9/56, published in Bul. No. 7 of 03/10/2013.), In which, the metal strip is heated in an installation containing a preheating chamber equipped with a device for ejecting hot gases onto the strip , a heating chamber with regeneration burners, a system of channels for removing gases from the heating chamber, a three-way control valve and an adjustment device for adjusting the amount of hot gases transported to the exhaust device. A disadvantage of the known method and heating device is that the speed of the strip during heating is equal to the speed of the strip during its further hot processing, which necessitates either a multiple increase in the length of the furnace or a decrease in the initial rolling speed, which in both cases leads to an increase in heat loss and decrease in heating efficiency. There is also a method of heating billets on high-quality and wire mills (RU 2430977 C21D 8/06, published in Bul. No. 28 of 10/10/2011.), In which the billets are first heated in a heating furnace to a temperature of 800 ÷ 850 ° C, the workpiece is cleaned of scale at a given temperature, then it is heated to the rolling temperature in the heating installation using a conductive and / or induction method, moreover, the said installation, the roller table leading the workpiece to it, and the roller table leading the workpiece to the roughing stand group, are covered with a warmed casing, which fill def tnym gas. A disadvantage of the known method and device is also the increased heat loss associated with two stages of heating, in addition, the presence of conductive and / or induction heating before the task in the rolling mill also limits the initial rolling speed at the same time necessitates an increase in the cross section of the workpiece and, in the case of rolling, riot, limits the length of the workpiece and, therefore, the weight of the riot, causes difficulties in maintaining a constant temperature along the length of the workpiece.

Изобретение устраняет недостатки известных способов и устройств нагрева полосовой заготовки перед прокаткой. Технический результат изобретения - повышение скорости и равномерности нагрева полосовой заготовки, при снижении суммарных энегозатрат, на ее нагрев и прокатку.The invention eliminates the disadvantages of known methods and devices for heating a strip billet before rolling. The technical result of the invention is to increase the speed and uniformity of heating a strip billet, while reducing the total energy costs, for its heating and rolling.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в способе нагрева полосовой заготовки, включающем намотку полосовой заготовки на барабан моталки, нагрев полосовой заготовки на барабане моталки в печи до заданной температуры прокатки Т_пр=870÷950°C, выдержку нагретой на барабане моталки полосовой заготовки в печи для выравнивания температуры по всей ее длине, смотку нагретой полосовой заготовки с барабана моталки под прокатку, предлагается, полосовую заготовку послойно наматывать с натяжением на вращающийся в печи барабан моталки на предварительно нагретую до температуры Т_бар>Т_пр на 100÷150°C его рабочую цилиндрическую поверхность, при этом изменять послойную скорость намотки V_нaм полосовой заготовки на барабан моталки определяемую из выраженияThe technical result in the invention is achieved in that in a method for heating a strip billet, including winding a strip billet on a winder drum, heating a strip billet on a winder drum in a furnace to a predetermined rolling temperature T _pr = 870 ÷ 950 ° C, holding the strip billet heated on the drum in the furnace to equalize the temperature along its entire length, winding the heated strip billet from the winder drum for rolling, it is proposed that the strip billet be wound in layers with tension on the drum winder rotating in the oven and on its working cylindrical surface preheated to a temperature T _bar > T _ol at 100 ÷ 150 ° C, while changing the layer-by-layer winding speed V _{in the} strip billet on the reel drum determined from the expression

,

,

где h - толщина полосовой заготовки, (4÷36)*10^-3 м;where h is the thickness of the strip billet, (4 ÷ 36) * 10 ^-3 m;

n - номер наматываемого слоя, из интервала 1÷9;n is the number of the wound layer, from the interval 1 ÷ 9;

K - коэффициент, определяемый из выраженияK - coefficient determined from the expression

K=K_н*S_бap*λ/(b*С_м*ΔТ*ρ), K = K _n * S _bap * λ / (b * C _m * ΔТ * ρ),

где S_бар - площадь рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки, м²;where S _bar - the area of the working cylindrical surface of the drum coiler, m ² ;

S_бар=π*D*B, S _bar = π * D * B,

где D - диаметр рабочей цилиндрической части барабана моталки, 0,75÷1,5 м;where D is the diameter of the working cylindrical part of the reel drum, 0.75 ÷ 1.5 m;

В - ширина рабочей цилиндрической части барабана моталки, 0,5÷2,1 м;B is the width of the working cylindrical part of the reel drum, 0.5 ÷ 2.1 m;

λ - теплопроводность стали полосовой заготовки, Вт/м*рад, 15÷78;λ - thermal conductivity of steel strip billets, W / m * rad, 15 ÷ 78;

С_м - теплоемкость стали полосовой заготовки, кДж/кг*град, 0,46÷0,87;C _m is the heat capacity of steel strip billets, kJ / kg * deg, 0.46 ÷ 0.87;

ΔТ=Т_пр-Т_заг, где Т_заг - исходная температура полосовой заготовки;? T = T _ave -T _zag where T _zag - initial temperature of pre-strip;

ρ - плотность стали полосовой заготовки, 7,85*10³ кг/м³;ρ is the density of steel strip billets, 7.85 * 10 ³ kg / m ³ ;

b - ширина полосовой заготовки, по ГОСТ103-2006 из интервала 0,01÷0,2 м;b - the width of the strip blank, according to GOST 103-2006 from the interval 0.01 ÷ 0.2 m;

К_н - эмпирический коэффициент, из интервала (0,15÷0,46)*10²;K _n - empirical coefficient, from the interval (0.15 ÷ 0.46) * 10 ² ;

затем по окончании намотки, полосовой заготовки продолжать вращение барабана моталки в течение времени выдержки τ_выд, определяемого из выраженияthen at the end of winding, pre-strip coiler drum to continue rotation for a dwell time τ _vyd determined from the expression

τ_выд=K_выд*Н^1/2*ΔТ, с, τ _vyd = K _vyd * N ^1/2 * ΔТ, s,

где Н - общая толщина намотки, определяемая из выраженияwhere H is the total thickness of the winding, determined from the expression

H=h*n_k, где n_k - общее количество намотанных на барабан моталки слоев полосовой заготовки, из интервала 1÷8; h - толщина полосовой заготовки, м;H = h * n _k , where n _k is the total number of strip billet layers wound on the reel, from the interval 1 ÷ 8; h is the thickness of the strip billet, m;

K_выд - эмпирический коэффициент, из интервала 1,25÷2,75;K _vyd - empirical coefficient, from the interval 1.25 ÷ 2.75;

Затем, после окончания времени выдержки τ_выд, останавливать барабан моталки и начинать его вращать в противоположном направлении с заданной частотой вращения n_пр=V_пр/(π*D), где V_пр - оптимальная начальная скорость прокатки, определяемая из выраженияThen, after the soak time τ _exp , stop the reel drum and start to rotate it in the opposite direction with a given rotation speed n _pr = V _pr / (π * D), where V _pr is the optimal initial rolling speed, determined from the expression

V_пр=K_cт*(T_пр/h)^1/2, V _ol = K _ct * (T _ol / h) ^1/2 ,

где Т_пр - температура прокатки полосовой заготовки,°C;where T _CR - the temperature of the rolling strip billets, ° C;

h - толщина полосовой заготовки, мм;h is the thickness of the strip billet, mm;

K_ст - коэффициент, зависящий от марки стали полосовой заготовки, из интервала 0,56÷1,15;K _article is a coefficient depending on the steel grade of the strip billet, from the interval 0.56 ÷ 1.15;

при этом сматывать с натяжением нагретую полосовую заготовку с барабана моталки под прокатку.at the same time, pull the heated strip billet from the reel drum under rolling with tension.

Кроме того, для надежной фиксации прижимами переднего и заднего концов полосовой заготовки на барабане моталки при намотке и смотке, ее оптимальную длину L_пол определять из выраженияIn addition, for reliable fixation by the clamps of the front and rear ends of the strip billet on the reel drum during winding and winding, its optimal length L _floor is determined from the expression

L_пол=K₁*S_бар*n_k/b, где K₁ - коэффициент учитывающий плотность намотки полосовой заготовки на барабан моталки, из интервала 0,85÷0,92.L _floor = K ₁ * S _bar * n _k / b, where K ₁ is a coefficient taking into account the density of the winding of the strip billet on the reel drum, from the interval 0.85 ÷ 0.92.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в устройстве для осуществления способа, содержащем нагревательную камерную печь с помещенным во внутреннее рабочее пространство печи барабаном моталки, с возможностью его реверсивного вращения с заданной скоростью для намотки и смотки полосовой заготовки, по периметру внутреннего рабочего пространства печи установлены нагреватели, на входной и выходной сторонах печи смонтированы двухвалковые натяжители полосовой заготовки, согласно изобретению, для ускоренного нагрева полосовой заготовки, в барабане моталки на участке его рабочей цилиндрической поверхности установлен бандаж выполненный из жаропрочной стали с повышенной теплопроводностью при высоких температурах, например, 4Х18Н25С2, и дополнительно содержит нагреватель, установленный во внутренней полости бандажа, с возможностью нагрева бандажа до заданной температуры Т_бар>Т_пр на 100÷150°C, при этом толщина стенок бандажа Н_банд=(1,5÷2,6)*Н, в ребордах барабана моталки смонтированы рычажные прижимы с возможностью надежной фиксации переднего и заднего концов и плотной намотки полосовой заготовки с натяжением на рабочую цилиндрическую поверхность бандажа.The technical result in the invention is achieved by the fact that in a device for implementing the method comprising a heating chamber furnace with a winding drum placed in the internal working space of the furnace, with the possibility of its reverse rotation at a given speed for winding and winding a strip billet, the perimeter of the internal working space of the furnace is installed heaters, on the input and output sides of the furnace mounted double roll tensioners strip blanks, according to the invention, for accelerated heating of the strips a new billet, in the reel drum on a section of its working cylindrical surface, a bandage made of heat-resistant steel with high thermal conductivity at high temperatures, for example, 4X18H25C2, is installed and further comprises a heater installed in the inner cavity of the bandage, with the possibility of heating the bandage to a predetermined temperature T _bar > T _ave 100 ÷ 150 ° C, wherein the wall thickness of the shroud _gangs H = (1,5 ÷ 2,6) * H, a winder drum flange mounted lever clamps with the possibility of reliable fixation of the front and rear ends, and lotnoy winding strip workpiece with a working tension on the cylindrical surface of the shroud.

Кроме того, для сокращения времени восстановления заданной температуры рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки Т_бар, между циклами нагрева полосовых заготовок, нагреватель бандажа выполнен в виде полосы из композиционного материала на основе силицидов тугоплавких металлов (Mo,W)₅Si₃, (Mo,W)₅Si₃C, (Mo,W)Si₂ и карбида кремния, например, РЕФСИКА, с высокой рабочей температурой поверхности 2000°C и теплоотдачей до 180 вт/см², полосовой нагреватель смонтирован в винтовом канале трубчатого керамического электро- и тепло- изолятора, плотно вставленного во внутреннюю полость бандажа барабана моталки, винтовой канал через входные коллектор и патрубки соединен с источником питания инертным газом под избыточным давлением 0,1÷0,25 кг/см², в стенках бандажа на участке рабочей цилиндрической поверхности выполнены сквозные отверстия, при этом температура инертного газа Т_газ на выходе из отверстий в стенках бандажа превышает на 150÷200°C температуру Т_бар и составляет 1250÷1300°C.In addition, to reduce the recovery time of the set temperature of the working cylindrical surface of the drum of the winder T _bar , between the heating cycles of strip billets, the bandage heater is made in the form of a strip of composite material based on refractory metal silicides (Mo, W) ₅ Si ₃ , (Mo, W ) ₅ Si ₃ C, (Mo, W) Si ₂ and silicon carbide, for example, REFSIKA, with a high working surface temperature of 2000 ° C and a heat transfer of up to 180 W / cm ² , a strip heater is mounted in a screw channel of a tubular ceramic electric and heat - insulator, tight in of the winder drum placed in the inner cavity of the bandage, the screw channel is connected to the inert gas supply source with an overpressure of 0.1 ÷ 0.25 kg / cm ² through the inlet manifold and nozzles, through holes are made in the walls of the bandage on the section of the working cylindrical surface, while the inert gas temperature T _gas at the outlet from the holes in the walls of the bandage exceeds by 150 ÷ 200 ° C the temperature T _bar and is 1250 ÷ 1300 ° C.

Кроме того, трубчатый изолятор смонтирован на охлаждаемом водой приводном вале барабана моталки, на противоположном от привода конце вала смонтированы скользящие контакты токоподвода нагревателя, коллекторы подвода инертного газа и воды.In addition, the tubular insulator is mounted on a water-cooled drive shaft of the reel drum, and sliding contacts of the heater current supply, inert gas and water supply manifolds are mounted on the opposite end of the shaft.

На Фиг. 1 показано сечение А-А устройства нагрева полосовой заготовки; на Фиг. 2 - сечение Б-Б; на Фиг. 3 - место В; на Фиг. 4 - место K; на Фиг. 5 - место Е; на Фиг. 6 - место Г.In FIG. 1 shows a section AA of a strip billet heating device; in FIG. 2 - section BB; in FIG. 3 - place B; in FIG. 4 - place K; in FIG. 5 - place E; in FIG. 6 - place G.

Устройство для осуществления способа нагрева полосовой заготовки содержит раму 1, камерную нагревательную печь 2 (Фиг. 1) с помещенным во внутреннее рабочее пространство печи 2 барабаном моталки 3 (Фиг. 2), с возможностью его реверсивного вращения с заданной скоростью для намотки и смотки полосовой заготовки 4. По периметру внутреннего рабочего пространства печи 2 установлены нагреватели 5, на входной и выходной сторонах печи 2 смонтированы двухвалковые натяжители 6, 7 полосовой заготовки 4. Для ускоренного нагрева полосовой заготовки 4, в барабане моталки 3 на участке его рабочей цилиндрической поверхности установлен бандаж 8, выполненный из жаропрочной стали с повышенной теплопроводностью при высоких температурах, например, 4Х18Н25С2, и дополнительно содержит нагреватель 9, установленный во внутренней полости бандажа 8, с возможностью нагрева бандажа 8 до заданной температуры Т_бар>Т_пр на 100÷150°C, при этом толщина стенок бандажа 8 Н_банд=(1,5÷2,6)*Н (Фиг. 3), В ребордах 10, 11 барабана моталки 3 смонтированы рычажные прижимы 12 (Фиг. 5, 6) с возможностью надежной фиксации переднего и заднего концов и плотной намотки полосовой заготовки 4 с натяжением на рабочую цилиндрическую поверхность бандажа 8 (Фиг. 4). Для сокращения времени восстановления заданной температуры рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3 Т_бар, между циклами нагрева полосовых заготовок 4, нагреватель 9 бандажа 8 выполнен в виде полосы из композиционного материала на основе силицидов тугоплавких металлов (Mo,W)₅Si₃, (Mo,W)₅Si₃C, (Mo,W)Si₂ и карбида кремния, например, РЕФСИКА, с высокой рабочей температурой поверхности 2000°C и теплоотдачей до 180 Вт/см². Полосовой нагреватель 9 смонтирован в винтовом канале 13 трубчатого керамического электро- и теплоизолятора 14, плотно вставленного во внутреннюю полость бандажа 8 барабана моталки 3, винтовой канал 13 через входные коллектор 18 и патрубки 15 соединен с источником питания инертным газом под избыточным давлением 0,1÷0,25 кг/см², в стенках бандажа 8 на участке рабочей цилиндрической поверхности выполнены сквозные отверстия 16, при этом температура инертного газа Т_газ на выходе из отверстий 16 в стенках бандажа 8 превышает на 150÷200°C температуру Т_бар и составляет 1250÷1300°C. Трубчатый изолятор 14 смонтирован на охлаждаемом водой через напорный коллектор 17 приводном вале 27 барабана моталки 3, на противоположном от привода 20 конце вала 27 смонтированы скользящие контакты токоподвода 19 нагревателя 9, коллекторы подвода инертного газа 18 и воды 17.A device for implementing the method for heating a strip billet comprises a frame 1, a chamber heating furnace 2 (Fig. 1) with a reel 3 drum placed in the inner working space of the furnace 2 (Fig. 2), with the possibility of its reverse rotation at a given speed for winding and winding the strip billets 4. Along the perimeter of the inner working space of furnace 2, heaters 5 are installed, two-roll tensioners 6, 7 of strip billet 4 are mounted on the input and output sides of furnace 2. For accelerated heating of strip billet 4, in a drum not winder 3 in the area of its working cylindrical surface of the set band 8 made of heat-resistant steel with high thermal conductivity at high temperatures, e.g., 4H18N25S2, and further comprises a heater 9 installed in the interior shroud 8, to heat the belt 8 to a predetermined temperature T _bar > Т _pr at 100 ÷ 150 ° C, while the wall thickness of the bandage is 8 N _gangs = (1.5 ÷ 2.6) * N (Fig. 3), In the flanges 10, 11 of the reel 3 winding clamps 12 are mounted ( FIG. 5, 6) with the possibility of reliable fixation of the front and rear ends and tight winding of the strip billet 4 with tension on the working cylindrical surface of the bandage 8 (Fig. 4). To reduce the recovery time of the set temperature of the working cylindrical surface of the reel drum 3 T _bar , between the cycles of heating the strip blanks 4, the heater 9 of the bandage 8 is made in the form of a strip of composite material based on silicides of refractory metals (Mo, W) ₅ Si ₃ , (Mo, W) ₅ Si ₃ C, (Mo, W) Si ₂ and silicon carbide, for example, REFSIKA, with a high working surface temperature of 2000 ° C and a heat transfer of up to 180 W / cm ² . The strip heater 9 is mounted in a screw channel 13 of a tubular ceramic electric and heat insulator 14 tightly inserted into the inner cavity of the bandage 8 of the reel 3 drum, the screw channel 13 is connected to an inert gas supply source with an overpressure of 0.1 ÷ through an input manifold 18 and nozzles 15 0.25 kg / cm ² , through holes 16 are made in the walls of the bandage 8 on the section of the working cylindrical surface, while the temperature of the inert gas T _gas at the outlet from the holes 16 in the walls of the bandage 8 exceeds the temperature T _bar by 150 ÷ 200 ° C and is 1250 ÷ 1300 ° C. The tubular insulator 14 is mounted on water-cooled through a pressure collector 17 of the drive shaft 27 of the reel 3 drum, on the opposite end of the shaft 27 from the drive 20, sliding contacts of the current supply 19 of the heater 9, collectors for supplying inert gas 18 and water 17 are mounted.

Способ осуществляют следующим образом. Для вывода на заданную рабочую температуру устройства нагрева полосовой заготовки 4, сначала, включают нагреватели 5 камерной печи 2 и привод 20 вращения барабана моталки 3 (Фиг. 1), одновременно, через напорный коллектор 17 начинают охлаждать водой приводной вал 27 барабана моталки 3. После прогрева в течение 25 минут огнеупорной футеровки камерной печи 2 до температуры 850÷900°C включают, через скользящие контакты коллектора 19, нагреватель 9 бандажа 8 при этом через коллектор 18 и патрубки 15 в винтовой канал 13 трубчатого керамического изолятора 14 подают от источника питания инертный газ под избыточным давлением 0,1÷0,25 кг/см². Поскольку полосовой нагреватель 9 выполнен из композиционного материала с высокой рабочей температурой поверхности 2000°C и теплоотдачей до 180 Вт/см², время его выхода на рабочую температуру составляет 1,5÷2 минуты, при этом поступающий в винтовой канал 13 инертный газ обтекает поверхность полосового нагревателя 9, увеличивает его теплоотдачу, нагревается до температуры 1250÷1300°C и истекает со скоростью потока 8÷10 м/с через сквозные отверстия 16 в стенках бандажа 8 (Фиг. 4). Суммарное тепловое воздействие от излучения нагревателей 5, 9 и конвективная теплопередача от потока в отверстиях 16 нагретого инертного газа приводят к ускоренному прогреву стенок бандажа 8 и достижению заданной температуры Т_бар>Т_пр на 100÷150°C его рабочей цилиндрической поверхности. При поступлении команды оператора на нагрев полосовой заготовки 4, включается привод двухвалкового натяжителя 6 и передний конец полосовой заготовки 4 через направляющую проводку, установленную в окне 21 печи 2, подается на рабочую цилиндрическую поверхность барабана моталки 3 (Фиг. 2). Предварительно, барабан моталки 3 остановлен в положении, при котором первый рычажный прижим 12 реборды 11 находится напротив входного окна 21 камерной печи 2. В исходном положении рычажный прижим 12 находится внутри окна 23 реборды 11 и не препятствует движению переднего конца полосовой заготовки 4 (Фиг. 6). Поскольку каретка 25 поперечного перемещения натяжителя 6 находится в начале намотки, в крайнем левом положении, по отношению к рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3, то передний конец полосы 4, поступая через входное окно 21, ложится на рабочую цилиндрическую поверхность непосредственно у реборды 11 барабана моталки 3. Подается команда на включение кривошипного привода 24 рычажного прижима 12 (Фиг. 6), рычажный прижим 12 выдвигается из окна 23 реборды 11 и фиксирует передний конец полосовой заготовки 4 на рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3. Далее, включается привод 20 вращения барабана моталки 3 согласовано с приводом вращения валкового натяжителя 6, при этом полосовая заготовка натягивается на участке между прижимом 12 реборды 11 и валковым натяжителем 6 и плотно охватывает рабочую цилиндрическую поверхность бандажа 8. При первом повороте барабана моталки 3 на 120÷180 градусов подается команда на включение кривошипного привода 24 второго прижима 12 реборды 11, который, выдвигаясь из реборды 11, также фиксирует полосовую заготовку 4 на цилиндрической поверхности барабана моталки 3. Полосовую заготовку 4 послойно наматывают с натяжением на вращающийся в печи 2 барабан моталки 3 на предварительно нагретую до температуры Т_бар>Т_пр на 100÷150°C его рабочую цилиндрическую поверхность, при этом изменяют послойную скорость намотки V_нам полосовой заготовки 4 на барабан моталки 3 определяемую из выраженияThe method is as follows. To output to a predetermined operating temperature the device for heating the strip billet 4, first, the heaters 5 of the chamber furnace 2 and the rotation drive 20 of the winder drum 3 are turned on (Fig. 1), at the same time, through the pressure manifold 17, the drive shaft 27 of the reel drum 3 starts to cool with water. After warming up for 25 minutes the refractory lining of the chamber furnace 2 to a temperature of 850 ÷ 900 ° C include, through the sliding contacts of the collector 19, the heater 9 of the bandage 8, while through the collector 18 and nozzles 15 into the screw channel 13 of the tubular ceramic insulator 14 under removed from the inert gas supply pressurized 0.1 ÷ 0.25 kg / cm ^2. Since the strip heater 9 is made of composite material with a high working surface temperature of 2000 ° C and a heat transfer of up to 180 W / cm ² , the time it takes to reach the working temperature is 1.5–2 minutes, while the inert gas entering the screw channel 13 flows around the surface strip heater 9, increases its heat transfer, heats up to a temperature of 1250 ÷ 1300 ° C and expires with a flow velocity of 8 ÷ 10 m / s through holes 16 in the walls of the brace 8 (Fig. 4). The total thermal effect from the radiation of the heaters 5, 9 and convective heat transfer from the stream in the holes 16 of the heated inert gas lead to accelerated heating of the walls of the bandage 8 and the desired temperature T _bar > T _pr reaches 100 ÷ 150 ° C of its working cylindrical surface. Upon receipt of an operator’s command to heat the strip billet 4, the drive of the double roll tensioner 6 is turned on and the front end of the strip billet 4 is fed through the guide wiring installed in the window 21 of the furnace 2 to the working cylindrical surface of the reel 3 drum (Fig. 2). Previously, the reel 3 drum is stopped in a position in which the first lever clamp 12 of the flange 11 is opposite the entrance window 21 of the chamber furnace 2. In the initial position, the lever clamp 12 is located inside the window 23 of the flange 11 and does not interfere with the movement of the front end of the strip blank 4 (FIG. 6). Since the carriage 25 of the lateral movement of the tensioner 6 is located at the beginning of the winding, in the leftmost position with respect to the working cylindrical surface of the reel 3 drum, the front end of the strip 4, coming through the inlet 21, lies on the working cylindrical surface directly at the flange 11 of the reel drum 3. A command is issued to turn on the crank drive 24 of the lever clamp 12 (Fig. 6), the lever clamp 12 extends from the window 23 of the flange 11 and fixes the front end of the strip blank 4 on the working cylindrical the reel drum 3. Then, the winding drum rotation drive 20 is turned on, coordinated with the rotation drive of the roller tensioner 6, while the strip blank is stretched in the area between the clamp 12 of the flange 11 and the roller tensioner 6 and tightly covers the working cylindrical surface of the band 8. At the first turn 120 ÷ 180 degrees of the winder drum 3, a command is given to turn on the crank drive 24 of the second clamp 12 of the flange 11, which, moving out of the flange 11, also fixes the strip blank 4 on a cylindrical surface 3. The bristle drum winder bandpass blank 4 layers wound with tension on the rotary furnace 2 3 winder drum in a preheated to a temperature T _bar> T _ave 100 ÷ 150 ° C working its cylindrical surface, while changing the winding speed V layered _us bandpass blanks 4 on the drum winder 3 determined from the expression

,

,

где h - толщина полосовой заготовки 4, (4÷36)*10^-3 м;where h is the thickness of the strip billet 4, (4 ÷ 36) * 10 ^-3 m;

n - номер наматываемого слоя, из интервала 1÷9;n is the number of the wound layer, from the interval 1 ÷ 9;

K - коэффициент, определяемый из выраженияK - coefficient determined from the expression

K=K_н*S_бар*λ/(b*С_м*ΔТ*ρ), K = K _n * S _bar * λ / (b * C _m * ΔТ * ρ),

где S_бар - площадь рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3, м²;where S _bar is the area of the working cylindrical surface of the drum of the winder 3, m ² ;

S_бар=π*D*B, S _bar = π * D * B,

где D - диаметр рабочей цилиндрической части барабана моталки 3, 0,75÷1,5 м;where D is the diameter of the working cylindrical part of the drum winder 3, 0.75 ÷ 1.5 m;

В - ширина рабочей цилиндрической части барабана моталки 3, 0,5÷2,1 м;B is the width of the working cylindrical part of the reel drum 3, 0.5 ÷ 2.1 m;

λ - теплопроводность стали полосовой заготовки 4, Вт/м град, 15÷78;λ - thermal conductivity of steel strip billet 4, W / m grad, 15 ÷ 78;

С_м - теплоемкость стали полосовой заготовки 4, кДж/кг*град, 0,46÷0,87;C _m is the heat capacity of steel strip billet 4, kJ / kg * deg, 0.46 ÷ 0.87;

ΔТ=Т_пр-Т_заг, где Т_заг - исходная температура полосовой заготовки 4;? T = T _ave -T _zag where T _zag - initial temperature of pre-strip 4;

ρ - плотность стали полосовой заготовки 4, 7,85*10³ кг/м³;ρ is the density of the steel of the strip billet 4, 7.85 * 10 ³ kg / m ³ ;

b - ширина полосовой заготовки 4, по ГОСТ103-2006 из интервала 0,01÷0,2 м;b - the width of the strip blank 4, according to GOST 103-2006 from the interval 0.01 ÷ 0.2 m;

K_н - эмпирический коэффициент, из интервала (0,15÷0,46)*10².K _n - empirical coefficient, from the interval (0.15 ÷ 0.46) * 10 ² .

Основным условием послойного изменения скорости намотки V_нам является равенство времени нагрева наматываемого витка полосовой заготовки 4 и времени намотки всего слоя на рабочую цилиндрическую поверхность барабана моталки 3, т.е. с момента намотки витка полосовой заготовки 4 на барабан моталки 3 до его укрытия витком следующего слоя намотки должен полностью пройти нагрев этого витка полосовой заготовки 4 до Т_пр. Высокая скорость и к.п.д. нагрева полосовой заготовки 4 обеспечивается контактной теплопередачей от предварительно нагретой рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3, поскольку бандаж 8 выполнен из стали с повышенной теплопроводностью при температурах 920÷1050°C и Т_бар>Т_пр на 100÷150°C. По окончании намотки первого слоя в два раза уменьшают мощность нагревателя 9 и соответственно снижают до 0,15÷0,2 от начального, расход аргона. Нагрев второго слоя происходит за счет аккумулированной теплоты в бандаже 8, поскольку толщина его стенки задана из условия Н_банд=(1,5÷2,6)*Н, где Н - общая толщина намотки, определяемая из выражения H=h*n_k, где n_k - общее количество намотанных на барабан моталки 3 слоев полосовой заготовки 4, из интервала 1÷9. Нелинейная зависимость снижения скорости намотки V_нам от номера наматываемого слоя n обусловлена ростом теплового сопротивления на контактных поверхностях между слоями намотки. При окончании намотки второго слоя, когда очередной наматываемый виток полосовой заготовки 4 подходит к реборде 11 подается команда на снятие, сначала, первого рычажного прижима 12 реборды 11 и после того, как виток второго слоя зафиксирует передний конец полосовой заготовки 4 на рабочей цилиндрической поверхности барабана мотали 3, подается команда на снятие второго прижима 12 реборды 11 (Фиг. 6).The basic condition for winding layered change rate V is equal _{to us} heating time take-up coil 4 and the pre-strip coiling time the entire layer on the working surface of a cylindrical drum winder 3, i.e. from the moment of winding a coil of strip billet 4 onto the drum of winder 3 until it is covered with a coil of the next winding layer, this coil of strip billet 4 must be completely heated to T, _etc. High speed and efficiency heating the pre-strip 4 is provided by the contact heat transfer from the preheated working cylindrical surface of the winder reel 3 as a bandage 8 is made of steel with high thermal conductivity at temperatures of 920 ÷ 1050 ° C and T _bar> T _ave 100 ÷ 150 ° C. At the end of the winding of the first layer, the power of the heater 9 is halved and, accordingly, reduced to 0.15 ÷ 0.2 from the initial one, the argon consumption. The second layer is heated due to the accumulated heat in the bandage 8, since its wall thickness is specified from the condition Н _band = (1.5 ÷ 2.6) * Н, where Н is the total winding thickness, determined from the expression H = h * n _k , where n _k is the total number of 3 layers of strip billet 4 wound on the reel 4, from the interval 1 ÷ 9. The nonlinear dependence of the decrease in the winding speed V _us on the number of the wound layer n is due to the increase in thermal resistance on the contact surfaces between the layers of the winding. At the end of the winding of the second layer, when the next winding coil of the strip billet 4 approaches the flange 11, a command is issued to remove, first, the first lever clamp 12 of the flange 11 and after the turn of the second layer fixes the front end of the strip billet 4 on the working cylindrical surface of the drum, reeled 3, a command is issued to remove the second clip 12 of the flange 11 (Fig. 6).

Заданная плотность намотки обеспечивается как натяжением полосовой заготовки 4 на участке между барабаном моталки 3 и валковым натяжителем 6, так и согласованием скорости поперечного перемещения каретки 25 валкового натяжителя 6 с шагом намотки полосовой заготовки 4 на барабан моталки 3, при этом шаг намотки на 10÷15% превышает ширину b полосовой заготовки 4. При окончании намотки, поскольку, длина полосовой заготовки 4 задана из условия L_пол=K₁*S_бар*n_k/b, где K₁ - коэффициент учитывающий плотность намотки полосовой заготовки 4 на барабан моталки 3, из интервала 0,85÷0,92, виток последнего наматываемого слоя непосредственно подходит к реборде 10 барабана моталки 3. Подается команда на включение кривошипного привода 24 первого рычажного прижима 12 реборды 10. Первый прижим 12 реборды 10 выдвигается из окна 23 реборды 10 (Фиг. 5) и фиксирует начало последнего витка полосовой заготовки 4 на барабане моталки 3. При последующем повороте барабана моталки 3 на 120÷180 град, включается кривошипный привод 24 второго прижима 12 реборды 10, второй прижим 12 реборды 10 фиксирует на барабане моталки 3 задний конец полосовой заготовки 4, причем выполняется условие, длина концевой части полосовой заготовки 4 до первого прижима 12 реборды 10 больше на 10÷15% расстояния от барабана моталки 3 до валкового натяжителя 7. Выполнение этого условия необходимо для того, чтобы захват и натяжение полосовой заготовки 4 валковым натяжителем 7 был возможным до снятия первого прижима 12 реборды 10.The desired winding density is ensured both by tensioning the strip billet 4 in the section between the reel 3 drum and the roller tensioner 6, and by coordinating the lateral movement speed of the carriage 25 of the roller tensioner 6 with the step of winding the strip billet 4 on the reel 3 drum, while the winding step is 10 ÷ 15 % exceeds the width b of the strip billet 4. At the end of winding, since the length of the strip billet 4 is specified from the condition L _floor = K ₁ * S _bar * n _k / b, where K ₁ is a coefficient taking into account the density of winding of the strip billet 4 on the reel drum 3, from the interval 0.85 ÷ 0.92, the turn of the last winded layer directly approaches the flange 10 of the reel drum 3. A command is issued to turn on the crank drive 24 of the first lever clamp 12 of the flange 10. The first clamp 12 of the flange 10 is pulled out of the window 23 of the flange 10 (Fig. 5) and fixes the beginning of the last turn of the strip billet 4 on the reel 3 drum. With the subsequent rotation of the reel 3 reel by 120 ÷ 180 degrees, the crank drive 24 of the second clamp 12 of the flange 10 is turned on, the second clamp 12 of the flange 10 is fixed on the drum of the coiler 3 rear end polo owl 4, and the condition is fulfilled, the length of the end of the strip billet 4 to the first clamp 12 of the flange 10 is 10-15% greater than the distance from the reel 3 to the roll tensioner 7. This condition is necessary in order to capture and tension the strip billet 4 roll tensioner 7 was possible before removing the first clip 12 of the flange 10.

По окончании намотки, для выравнивания температуры полосовой заготовки 4 по всей ее длине, вызванной различными условиями нагрева в центральной и концевых частях барабана моталки 3, продолжают вращение барабана моталки 3 в течение времени выдержки τ_выд, определяемой из выражения τ_выд=K_выд*Н^1/2*ΔТ, с, где Н - общая толщина намотки, определяемая из выраженияUpon completion of winding, to align the pre-strip temperature 4 throughout its length, caused by different conditions of heating in the central and end portions of the drum winder 3, continued rotation of the drum winder 3 for a dwell time τ _vyd determined from the expression τ _vyd = K _vyd * H ^1/2 * ΔТ, s, where N is the total thickness of the winding, determined from the expression

H=h*n_k, где n_k - общее количество намотанных на барабан моталки 3 слоев полосовой заготовки 4, из интервала 1÷9; h - толщина полосовой заготовки 4, м; K_выд - эмпирический коэффициент, из интервала 1,25÷2,75.H = h * n _k , where n _k is the total number of 3 layers of strip billet 4 wound onto the reel 4, from the interval 1 ÷ 9; h is the thickness of the strip billet 4, m; K _vyd - empirical coefficient, from the interval 1.25 ÷ 2.75.

После окончания времени выдержки τ_выд, при поступлении команды на смотку нагретой полосовой заготовки 4 с барабана моталки 3 под прокатку, останавливают барабан моталки 3 и начинают его вращать в противоположном направлении с заданной частотой вращения n_пр=V_пp/(π*D), где V_пp - оптимальная начальная скорость прокатки, определяемая из выраженияAfter the soak time τ _exp , when a command arrives at the winding of the heated strip billet 4 from the reel 3 drum for rolling, the reel 3 is stopped and it starts to rotate in the opposite direction with a given rotation speed n _pr = V _pp / (π * D), where V _p - the optimal initial rolling speed, determined from the expression

V_пp=K_ст*(T_пр/h)^1/2, V _p = K _st * (T _pr / h) ^1/2 ,

где Т_пр - температура прокатки полосовой заготовки 4, °C;where T _CR - the temperature of the rolling strip billet 4, ° C;

h - толщина полосовой заготовки 4, мм;h is the thickness of the strip billet 4, mm;

K_ст - коэффициент, зависящий от марки стали полосовой заготовки 4, из интервала 0,56÷1,15.K _article - a coefficient depending on the steel grade of the strip billet 4, from the interval 0.56 ÷ 1.15.

При этом сначала снимают второй прижим 12 реборды 10, и концевая часть полосовой заготовки 4 через направляющую проводку, установленную в окне выдачи 22 камерной печи 2 поступает в валковый натяжитель 7, каретка 26 поперечного перемещения которого, в этот момент, установлена в крайнем правом положении по отношению к барабану моталки 3, напротив реборды 10. После того как валковый натяжитель 7 захватил конец полосовой заготовки 4, и на участке полосовой заготовки 4 между барабаном моталки 3 и натяжителем 7 установилась заданная величина натяжения, подается команда на снятие первого прижима 12 реборды 10. Натяжитель 7 сматывает с натяжением нагретую полосовую заготовку 4 с барабана моталки 3 под прокатку с оптимальной начальной скоростью прокатки V_пр для данного сечения полосовой заготовки 4, что гарантирует минимальные тепловые потери при прокатке. При смотке крайнего витка второго слоя, фиксирующего на барабане моталки 3 переднюю концевую часть полосовой заготовки 4, подается команда на включение кривошипного привода 24 первого прижима 12 реборды 10. Первый прижим 12 фиксирует концевую часть полосовой заготовки 4, обеспечивая смотку с заданным натяжением оставшейся части второго слоя и весь первый слой намотки полосовой заготовки 4 с барабана моталки 3. При смотке крайнего витка первого слоя при запасе по углу поворота барабана моталки 3 равном 180÷120 град, подается команда на снятие первого прижима 12 реборды 11 и концевая часть полосовой заготовки 4 свободно сходит с барабана моталки 3, при этом ее температура равна заданной температуре прокатки Т_пр, что обеспечивает минимальную величину концевой обрези готового проката. Для сокращения времени восстановления заданной температуры рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3 Т_бар, между циклами нагрева полосовых заготовок 4, включается на полную мощность нагреватель 9 бандажа 8. Поскольку нагреватель 9 выполнен в виде полосы из композиционного материала на основе силицидов тугоплавких металлов (Mo,W)₅Si₃, (Mo,W)₅Si₃C, (Mo,W)Si₂ и карбида кремния, например, РЕФСИКА, с высокой рабочей температурой поверхности 2000°C и теплоотдачей до 180 вт/см², и полосовой нагреватель 9 смонтирован в винтовом канале трубчатого керамического электро- и тепло- изолятора 14, плотно вставленного во внутреннюю полость бандажа 8 барабана моталки 3, и в винтовой канал 13 через входные коллектор 18 и патрубки 15 подается инертный газ под избыточным давлением 0,1÷0,25 кг/см², который нагревается от нагревателя 9 в винтовом канале 13 до температуры 1250÷1300°C и истекает через сквозные отверстия 16 в стенках бандажа 8 на участке рабочей цилиндрической поверхности, то происходит быстрое восстановление заданной температуры рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки 3 и устройство нагрева готово к намотке следующей полосовой заготовки 4.At the same time, the second clamp 12 of the flange 10 is first removed, and the end part of the strip billet 4 through the guide wiring installed in the dispensing window 22 of the chamber furnace 2 enters the roller tensioner 7, the carriage 26 of the lateral movement of which, at this moment, is installed in the extreme right position relative to the drum of the winder 3, opposite the flange 10. After the roller tensioner 7 has grasped the end of the strip blank 4, and on the section of the strip blank 4 between the drum of the winder 3 and the tensioner 7, a predetermined tension value is set, p command is given for lifting the first clamping flange 10. Tensioner 12 7 unwound from heated tension band pass blank 4 from the drum winder 3 for rolling with initial optimum rolling speed V _ave of the sectional strip for the workpiece 4, which guarantees minimal heat loss during rolling. When winding the end turn of the second layer, fixing the front end part of the strip billet 4 on the reel 3 drum, a command is given to turn on the crank drive 24 of the first clamp 12 of the flange 10. The first clamp 12 fixes the end part of the strip billet 4, providing winding with the specified tension of the remaining part of the second layer and the entire first winding layer of the strip billet 4 from the reel 3 drum. When winding the extreme turn of the first layer with a margin of 180 ÷ 120 degrees by the angle of rotation of the reel 3 drum, a command is sent to remove the first of the clamp 12 of the flange 11 and the end part of the strip billet 4 freely disengages from the reel 3 drum, while its temperature is equal to a predetermined rolling temperature T _pr , which ensures the minimum value of the end trim of the finished product. To reduce the recovery time of the set temperature of the working cylindrical surface of the reel drum 3 T _bar , between the heating cycles of the strip blanks 4, the bandage heater 9 is turned on at full power 8. Since the heater 9 is made in the form of a strip of a composite material based on refractory metal silicides (Mo, W ) ₅ Si ₃ , (Mo, W) ₅ Si ₃ C, (Mo, W) Si ₂ and silicon carbide, for example, REFSIKA, with a high working surface temperature of 2000 ° C and heat transfer up to 180 W / cm ² , and a band heater 9 mounted in a tubular screw channel ceramic electric and heat insulator 14, tightly inserted into the inner cavity of the bandage 8 of the reel 3 drum, and inert gas under an overpressure of 0.1 ÷ 0.25 kg / cm ² is supplied through the inlet manifold 18 and nozzles 15, which is heated from the heater 9 in the screw channel 13 to a temperature of 1250 ÷ 1300 ° C and expires through the through holes 16 in the walls of the bandage 8 in the area of the working cylindrical surface, then a quick restoration of the set temperature of the working cylindrical surface of the reel drum 3 and during heating is ready for the next winding strip blank 4.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить скорость и равномерность нагрева полосовой заготовки, при снижении суммарных энергетических затрат на ее нагрев и прокатку.Thus, the present invention can significantly increase the speed and uniformity of heating the strip billet, while reducing the total energy costs for its heating and rolling.

Пример.Example.

Нагревали полосовую заготовку размером 16×35 мм из стали 35ГС под прокатку бунтовой арматуры д. 10 мм, расчетный вес бунта - 2,5 тонны. Температура нагрева под прокатку 930°C. Диаметр барабана 1420 мм, длина - 1800 мм, тогда S_бар=3,14×1,42×1,8=8 м² n_k=3, тогда L_пол=0,87*8*3/0,035=596 м, уточненный оптимальный вес полосы 2620 кг. K=31*8,0*45/(0,035*0,59*910*7,85*103)=0,0756.A strip blank of size 16 × 35 mm made of steel 35GS was heated for rolling rebar reinforcement of 10 mm, the estimated weight of the riot was 2.5 tons. The heating temperature for rolling is 930 ° C. The diameter of the drum is 1420 mm, the length is 1800 mm, then S _bar = 3.14 × 1.42 × 1.8 = 8 m ² n _k = 3, then L _floor = 0.87 * 8 * 3 / 0.035 = 596 m The specified optimal weight of the strip is 2620 kg. K = 31 * 8.0 * 45 / (0.035 * 0.59 * 910 * 7.85 * 103) = 0.0756.

Полосу с начальной температурой 20°C наматывали с натяжением на предварительно нагретую до температуры 1025°C рабочую поверхность барабана моталки, при этом передний и задний концы полосы фиксировались прижимами, смонтированными в ребордах барабана моталки.The strip with an initial temperature of 20 ° C was wound with tension on the working surface of the reel drum preheated to a temperature of 1025 ° C, while the front and rear ends of the strip were fixed with clamps mounted in the flanges of the reel drum.

Скорость намотки первого слоя задавалась V_нам=0,0756/(0,016×1)^1/2=0,6 м/с, соответственно второго слоя - 0,42 м/сек, третьего слоя - 0,35 м/с.The winding speed of the first layer was set to V _us = 0.0756 / (0.016 × 1) ^1/2 = 0.6 m / s, respectively, of the second layer - 0.42 m / s, of the third layer - 0.35 m / s.

Время нагрева при намотке составило τ_нам=τ₁+τ₂+τ₃=5,5+7,86+9,43=22,79 мин, время выдержки τ_выд=2,1*0,219*910/60=6,98 мин. Тогда общее время нагрева составило τ_нам=τ_нам+τ_выд=22,79+6,98=29,77 мин, что на 38% меньше времени нагрева по известному способу, которое составляет 1 мин/мм толщины или 16*3=48 мин. Время паузы между циклами нагрева полосовых заготовок для восстановления температуры рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки составляло 5,5 мин, при этом средний расход инертного газа (аргона) не превышал 45 м³/ч, расход воды на охлаждение приводного вала барабана составил 3,5 м³/ч.The heating time at the reel was _us τ = τ ₁ + τ ₂ + τ _{3 = 5.5 + 7.86 + 9.43 =} 22.79 min, dwell time τ _vyd = 2.1 * 0.219 * 910/60 = 6 , 98 minutes Then the total heating time was τ = τ _{us us} + τ _vyd = 22.79 + 6.98 = 29.77 min, 38% less heating time by a known method, which is 1 min / mm thickness or 16 * 3 = 48 minutes The pause time between the heating cycles of strip blanks to restore the temperature of the working cylindrical surface of the reel drum was 5.5 minutes, while the average inert gas (argon) flow did not exceed 45 m ³ / h, the water flow for cooling the drive shaft of the drum was 3.5 m ³ / h

Далее нагретую полосовую заготовку сматывали с натяжением с барабана под прокатку в 10-клетьевом непрерывном прокатном блоке с оптимальной, для данного сечения полосы, начальной скоростью прокатки, равной V_пр=0,85*(930/16)^1/2=6,48 м/с, время прокатки составило 596/(6,48*60)=1,53 мин. Ускоренный нагрев с высокой равномерностью по длине полосы, гарантировали высокое качество прокатанной бунтовой арматуры д. 10 мм по размеру профиля и механическим характеристикам.Next, the heated preform strip is wound with a tension reel for rolling a 10-stand continuous rolling block with the optimum for a given section of the strip, the initial rolling speed equal to V _ave = 0.85 * (930/16) ^1/2 = 6.48 m / s, the rolling time was 596 / (6.48 * 60) = 1.53 min. Accelerated heating with high uniformity along the length of the strip, guaranteed high quality rolled rebar reinforcement d. 10 mm in profile size and mechanical characteristics.

Claims (32)

1. Способ нагрева полосовой заготовки, включающий намотку полосовой заготовки на барабан моталки, нагрев полосовой заготовки на барабане моталки в печи до заданной температуры прокатки Т_пр=870÷950°C, выдержку нагретой на барабане моталки полосовой заготовки в печи для выравнивания температуры по всей ее длине, смотку нагретой полосовой заготовки с барабана моталки под прокатку, отличающийся тем, что полосовую заготовку послойно наматывают с натяжением на вращающийся в печи барабан моталки на предварительно нагретую до температуры Т_бар, превышающей Т_пр на 100÷150°C, рабочую цилиндрическую поверхность барабана, при этом изменяют послойную скорость намотки V_нам полосовой заготовки на барабан моталки, определяемую из выражения:1. A method of heating a strip billet, including winding a strip billet on a winder drum, heating a strip billet on a winder drum in a furnace to a predetermined rolling temperature T _ol = 870 ÷ 950 ° C, holding a strip billet heated on a drum winder in an oven to equalize the temperature throughout its length, winding the heated strip billet from the winder drum for rolling, characterized in that the strip billet is wound in layers with tension on the drum of the winder rotating in the furnace and pre-heated to a temperature of T _bar , exceeding T _ol by 100 ÷ 150 ° C, the working cylindrical surface of the drum, while changing the layer-by-layer speed of winding V to _{us a} strip billet on the winder drum, determined from the expression:

,

, где h - толщина полосовой заготовки, (4÷36)*10^-3 м;where h is the thickness of the strip billet, (4 ÷ 36) * 10 ^-3 m; n - количество намотанных слоев, 1÷9;n is the number of wound layers, 1 ÷ 9; k - коэффициент, определяемый из выраженияk is the coefficient determined from the expression k=К_н*S_6ap*λ/(b*С_м*ΔТ*ρ), k = K _n * S _6ap * λ / (b * C _m * ΔТ * ρ), где S_бар - площадь рабочей цилиндрической поверхности барабана моталки, м²;where S _bar - the area of the working cylindrical surface of the drum coiler, m ² ; S_бар=π*D*B, S _bar = π * D * B, где D - диаметр рабочей цилиндрической части барабана моталки, 0,75÷1,5 м;where D is the diameter of the working cylindrical part of the reel drum, 0.75 ÷ 1.5 m; В - ширина рабочей цилиндрической части барабана моталки, 0,5÷2,1 м;B is the width of the working cylindrical part of the reel drum, 0.5 ÷ 2.1 m; λ - теплопроводность стали полосовой заготовки, Вт/м*град, 15÷78;λ - thermal conductivity of steel strip billets, W / m * deg, 15 ÷ 78; С_м - теплоемкость стали полосовой заготовки, кДж/кг*град, 0,46÷0,87;C _m is the heat capacity of steel strip billets, kJ / kg * deg, 0.46 ÷ 0.87; ΔT=Т_пр-Т_заг, где Т_заг - исходная температура полосовой заготовки;ΔT = T _ave -T _zag where T _zag - initial temperature of pre-strip; ρ - плотность стали полосовой заготовки, 7,85*10³ кг/м³;ρ is the density of steel strip billets, 7.85 * 10 ³ kg / m ³ ; b - ширина полосовой заготовки, 0,01÷0,2 м;b is the width of the strip billet, 0.01 ÷ 0.2 m; К_н - эмпирический коэффициент, (0,15÷0,46)*10²;K _n - empirical coefficient, (0.15 ÷ 0.46) * 10 ² ; по окончании намотки полосовой заготовки продолжают вращение барабана моталки в течение времени выдержки τ_выд, определяемого из выражения:at the end of pre-strip winding drum winder continue during the holding time τ _vyd determined from the expression: τ_выд=К_выд*Н^1/2*ΔТ, с, τ _vyd = K _vyd * N ^1/2 * ΔТ, s, где Н - общая толщина намотки, причемwhere H is the total thickness of the winding, and H=h*n_k, где n_k - общее количество намотанных на барабан моталки слоев полосовой заготовки, 1÷9; H = h * n _k , where n _k is the total number of strip billet layers wound on the reel, 1 ÷ 9; К_выд - эмпирический коэффициент, 1,25÷2,75; K _vyd - empirical coefficient, 1.25 ÷ 2.75; после окончания времени выдержки τ_выд останавливают барабан моталки и осуществляют вращение в противоположном направлении с заданной частотой вращения n_пр=V_пр/(π*D), где V_пр - оптимальная начальная скорость прокатки, определяемая из выраженияafter the exposure time τ _exp , the winder drum is stopped and rotated in the opposite direction with a given rotation speed n _CR = V _CR / (π * D), where V _CR is the optimal initial rolling speed, determined from the expression V_пр=K_ст*(T_пр/h)^1/2, V _ol = K _st * (T _ol / h) ^1/2 , где Т_пр - температура прокатки полосовой заготовки, °C;where T _CR - the temperature of the rolling strip billets, ° C; К_ст - коэффициент, зависящий от марки стали полосовой заготовки, из интервала 0,56÷1,15;To _article is a coefficient depending on the steel grade of the strip billet, from the interval 0.56 ÷ 1.15; при этом сматывают с натяжением нагретую полосовую заготовку с барабана моталки под прокатку.at the same time, the heated strip billet is wound with tension from the reel drum for rolling. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для надежной фиксации прижимами переднего и заднего концов полосовой заготовки на барабане моталки при намотке и смотке ее оптимальную длину L_пол определяют из выражения:2. The method according to p. 1, characterized in that for reliable fixation by the clamps of the front and rear ends of the strip billet on the reel drum during winding and winding, its optimal length L _floor is determined from the expression: L_пол=K₁*S_бар*n_k/b, где K₁ - коэффициент, учитывающий плотность намотки полосовой заготовки на барабан моталки, 0,85÷0,92.L _floor = K ₁ * S _bar * n _k / b, where K ₁ is a coefficient taking into account the density of winding of the strip blank on the reel drum, 0.85 ÷ 0.92. 3. Устройство для нагрева полосовой заготовки, содержащее нагревательную камерную печь с помещенным во внутреннее рабочее пространство печи барабаном моталки, выполненным с возможностью его реверсивного вращения с заданной скоростью для намотки и смотки полосовой заготовки, установленные по периметру внутреннего рабочего пространства печи нагреватели и смонтированные на входной и выходной сторонах печи двухвалковые натяжители полосовой заготовки, отличающееся тем, что для ускоренного нагрева полосовой заготовки в барабане моталки на участке его рабочей цилиндрической поверхности установлен бандаж, выполненный из жаропрочной стали, а во внутренней полости бандажа установлен нагреватель, выполненный с возможностью нагрева бандажа до заданной температуры Т_бар, превышающей Т_пр на 100÷150°С, при этом толщина стенок бандажа составляет Н_банд=(1,5÷2,6)*Н, в ребордах барабана моталки смонтированы рычажные прижимы с возможностью надежной фиксации переднего и заднего концов и плотной намотки полосовой заготовки с натяжением на рабочую цилиндрическую поверхность бандажа.3. A device for heating a strip billet containing a heating chamber furnace with a winder drum placed in the inner working space of the furnace, made with the possibility of its reverse rotation at a given speed for winding and winding the strip billet, heaters mounted on the perimeter of the internal working space of the furnace and mounted on the input and the output sides of the furnace two-roll tensioners of the strip billet, characterized in that for accelerated heating of the strip billet in the reel drum a bandage made of heat-resistant steel is installed on a portion of its working cylindrical surface, and a heater is installed in the inner cavity of the bandage, made with the possibility of heating the bandage to a predetermined temperature T _bar exceeding T _CR by 100 ÷ 150 ° C, while the wall thickness of the bandage is N _gang = (1.5 ÷ 2.6) * N, lever clamps are mounted in the reels of the winder drum with the possibility of reliable fixation of the front and rear ends and tight winding of the strip blank with tension on the working cylindrical surface of the bandage. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что нагреватель бандажа выполнен в виде полосы из композиционного материала на основе силицидов тугоплавких металлов (Mo,W)₅Si₃, (Mo,W)₅Si₃C, (Mo,W)Si₂ и карбида кремния с рабочей температурой поверхности 2000°C и теплоотдачей до 180 Вт/см², причем полосовой нагреватель смонтирован в винтовом канале трубчатого керамического электро- и теплоизолятора, плотно вставленного во внутреннюю полость бандажа барабана моталки, винтовой канал через входные коллектор и патрубки соединен с источником питания инертным газом под избыточным давлением 0,1÷0,25 кг/см², в стенках бандажа на участке рабочей цилиндрической поверхности выполнены сквозные отверстия, при этом температура инертного газа Т_газ на выходе из отверстий в стенках бандажа превышает на 150÷200°C температуру Т_бар и составляет 1250÷1300°C.4. The device according to p. 3, characterized in that the bandage heater is made in the form of a strip of composite material based on refractory metal silicides (Mo, W) ₅ Si ₃ , (Mo, W) ₅ Si ₃ C, (Mo, W) Si ₂ and silicon carbide with a working surface temperature of 2000 ° C and a heat transfer of up to 180 W / cm ² , moreover, the strip heater is mounted in the screw channel of the tubular ceramic electric and heat insulator, tightly inserted into the inner cavity of the bandage of the drum winder, the screw channel through the input collector and the nozzles are connected to an inert gas power source Pressurized 0.1 ÷ 0.25 kg / cm ^2, in the wall of the shroud to the working portion of the cylindrical surface is provided with through holes, wherein the inert gas temperature T _gas outlet openings in the walls of the shroud to exceed 150 ÷ 200 ° C temperature T _bar and is 1250 ÷ 1300 ° C. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что трубчатый изолятор смонтирован на охлаждаемом водой приводном вале барабана моталки, а на противоположном от привода конце вала смонтированы скользящие контакты токоподвода нагревателя, коллекторы подвода инертного газа и воды.5. The device according to claim 4, characterized in that the tubular insulator is mounted on a water-cooled drive shaft of the winder drum, and sliding contacts of the heater current supply, collectors for supplying inert gas and water are mounted on the opposite end of the shaft. 6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что бандаж выполнен из стали 4Х18Н25С2.6. The device according to p. 3, characterized in that the bandage is made of steel 4X18H25C2.

Images