Способ управления процессом охлаждения проката

"т СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК РЕГЕ У СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОР О(54) СПОСОБ У ОХЛАЖДЕ Н И Я (57) Изобретени производству и автоматических РАВЛЕНИПРОКАТАе относитс РОЦЕССОМ к прокатному спользоеано в равления проможет быть системах у сти и лосы черезпоследней ,Соредней скоьше заданую секцию хода из ении с пну бол ительн способ уп ия проката,ряют темп ат требуему ортамента т ассч 1 тьгаю д охладисл и От з 1 ачо я партии ,ол сре;.111 О с,Ораеления процесздключающиися в ратуру кснца охлао для даной марелпера 1 уру концат и О да н 1.л 11 а рая и управляют им ий этих пэралет- ОС ДОПОЛ;1 ТЕЛ 1 НОро и Грок,пки иоб не обеспечивает ых механическихне учитывает факко 1,а Охлажде 111 я,11 ЕР 1 ССКО 1 ПВОжной гсометргей11 ля охлаждаются од; т к КОООбле 1 ю роката так катемпературы РО;1 О ТОГО Г ИЗДЕЛ 1111 СО Сэлел 1 енты пр ЕРНО, чтО пР 11 во;ств тическойметалла.РОЧН.НИИРаэл 1 ЧНЫО 1 зе 1 ол ПР,:,1 ЛЯ. ГОСУДАРС 1 ВЕН ЫЙ КО 1.1 ИТЕТпО иЗОБРетениям и О ГкРь ГиямпРи Гкнт сссР ПИСАНИЕ И "г.М 770586, кл. В 21 В 37/00, 1978. Изобрете производству автоматическ цессом охлаж проката. Известен сол охлажден ТОЛ, ЧТО ИЗЛЕ дителя, зада 1 ки стали и с охлах:ден 11 я,метрам расхо в заеслосг РОЕ, Заю ОМО Г . а ", Е ЛК 1ние относится к прокатному и может быть использовано в х системах управления продения сортового и фасонногоЯ17 О 4872 А 1(5 у В 21 В 37/00, 37/10 цессом охлаждения фасонного проката, Цель - увеличение выхода годного металла. Способ включает измерение температуры и скорости проката на входе установки, температуры охладителя, задание требуемой температуры конца охлаждения проката и измерение фактического ес значения расчет расхода охладителя и корректировку его в зависимости от разницы между измеренной и заданной темперзтурами конца охлаждения проката, причем при охлаждении проката со сложной геометрией для целенаправленного отбора тепла по сечснию подаваемый поток делят на поток со сплошнылг охлаждением всего профиля и поток с избирательным охлаждением Отдельньх элементов профиля струями, измеряют температуру потока со сплошным охлаждением профиля после охлаждения проката, рассчитывают и дополнительно управляют расходом потока со сплошным охлаждением профиля. перемещения концевои установку после ее вы клеи стана и при откло рости прокатки на вели ной, включают допол установки охлаждения.Однако данный спосполучение стабильн1 1 а; слое близ.,",.л пс технической сущноии к предлагае".лс.лу является изсгоетение, вк .,счающее;.в;,ерение тс;лперат. ры и скор;.;,; проката на вх:;,е установки, температуры охладит агля на ходе и выходе устаовки охлажденя,;.;дание треа,емой длч даной марки с. л,;:, сортаме з температуры конца Охлаж",ения, измерение температуры охлажденнс;о металла, расчет расхода схладителя и корректировку подаваемого расхода в за:-ис .мости от разницы между измеренной и заданной температуры конца охлаждения проката.Даное техническое решение применяется при охла кдении проката простых форм профилей типа круга в сплошном потоке охладителя. Фасоные профили, такие как уголок, швеллер, балка, характеризуется неравномерным распределением металла по сечению профиля. Псзтому при рсализации этого решения неозможно обеспечить дифферецированный отбор тепла по элементам профиля. Возникающие трудности приводят к короблен тя профиля, бурежкам, не обеспечению требуемой температуры конца охлаждения проката, Следствием этого является низкий ьыход годного металла по заказам,Цель изобретения - повышение выхода годного металла,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем измерение температуры и скорости проката на входе установки охлажде ия, температуры охладителя на входе и выходе установки, задание требуемой для данной марки и сортамента температуры конца охлаждения проката, измерение температуры охлажденного металла, расчет расхода охладителя и корректировку подаваемого расхода в зависимости от разницы между измеренной и заданной температурами конца охлаждения проката. согласн з предлагаемому изобретению, подаваемый поток охладителя делят нг поток со сплошным охлаждением всего профиля и поток с избирательныл охлаждением отдельных элементов профиля струями, измеряют те.лпературу потока со сплошным охлажденипл профиля после охлаждения проката и дополнительно управляют расходом этого потока, значение которого определяют по выражениюбсп =К 1 К е Ос, К 1 - расход потока со сплошны охлаждением про филя и козффициентеплссьема этого потока; К - коэффициент теплофизическихсвойств охладителя и металла;Я: площадь псперечого сечения профиля;5 Ч - скорость прокатки;Т 1 - температура металла перед уста говкой;Т; - задаая температура конца охлаждения проката;10 11 - температура потока со сплошнылохлаждением профиля после охлажденияпроката;1 - температура охладителя на входеустановки,15где См, Со - средние теплоемкости металла 20 и охладителя;,О м, р о - плотности металла и охладите-.ля соответственно,Сопоставительный анализ предлагаемого решения с известным позволил установить 25 соответствие предлагаемого технического решения критерию изобретения "новизна".Новый положительный эффект от реализации предлагаемого способа заключается в увеличении выхода годного проката по мехаЗ 0 ническим свойствам и уменьшения отсортировки металла из-за коробления профиля путел обеспечения дифференцированности охлаждения по сечению профиля и согласованной подачи охладителя по участкам установки.35 Дифференцированность охлаждения посечению проката достигается посредством деления подаваемого потока охладителя на поток со сплошным охлаждением всего профиля и поток с избирательным охлаждением 40 отдельных массивных элементов профиляструями.Это обусловлено тем, что для предотвращения коробления проката необходимо осуществить дополнительный отбор тепла от 45 массивных элементов разнотолщинного профиля (например, для уголка - вершина), Выбор же рационального режима подачи охладителя с целью одновременного решения двух задач - обеспечения заданной тем пературы охлажденного проката идостижения приемлемой геометрии профиля - затруднителен без учета теплосьемов с участком установки, Для знания последних достаточно определить теплосьем с одного из 55 участков охлаждения. Теплссьем потоком суча "тка охлаждеия определяется по известному выражениюгде Оу - теплссьем потокам с участка охлаждения;6 у - расход подаваемого охлддителя на участок;ту - темпердтурд охлддителя на выходе 5 участка охлдждеция;Ко = Са р о - теплофизический коэффициент схлддителя.Проведенные исследавдния показывают, что достижение приемлемых результа тов при управлении процессам охлаждсция возможна, если осуществляется поддержание определенного теплосьегла на одном из участков охлаждения установки при неизменных остальных параметров процессг ох лаждения, Тогда, задавая значение Оу =. Оз из соотношения (2), определяем текущее значение расхода охладителя(3)Поскольку существующие методы расчетов процессов теплообмена при охлаждении проката, характеризующиеся 25 передачей тепла с поверхности тела в окружающую среду и изнутри тела на его поверхность сложны для использования их в практической работе, значение Оз определяют следующим образом. Общее количест во тепла, которое необходимо снять с схлаждаемого проката. определяется по соотношению0 =кчЯ(т 1 тз) (4) 35где Км = См р м - коэффициент теплофиэических свойств металла. Так как величина Оз есть доля общего теплосъел 1 д, то40Оз=К 10= К 1 КмЧ 3(Т 1-Тз), (5)где К 1 определяется на основании опытных данных. Тогда количество схладителя, необходимое для псддчи на участок охлаждения, 45 рассчитывгется по соотношениюКм 50 гдеКоВыбор учдсткд со сплошным охлаждением всего про лиля для дапалнитальцага управления псддвдал 1 аго цд него рэсха а охлддитсля обусдавлц ва.,л ажнсстьга иэ- МЕРЕЦИЯ тал 1 ПЕРДГУРЫ Патаха ЦД Ета ВЫЛаДЕ после охлд;дав;я проката. Гсущастви 1 ь; а измсрецис 1 аг 1 пардтуры цд у гдстке избирд 1 ельцсго ачдт.. ция Г 1 ри с 1 цуй 1 сй паддче охладителя нд отдельные элег 1 Ецты прафиля значительно сложнее. В этом случае при рассредоточенной подаче охлддителя по длице и сечению профиля трудность связана с неоггределенностьго места для осуществления измерения температуры охлддителя после охлаждения,Таким образом, при управлении общим потоком охладителя и дополнительной регулировке расхода потока со сплошным охлаждением всего профиля, достигается заданная температура охлажддел 1 сгс проката и геометрия профиля в пределах возможности его правки на правильных машинах. При этом расход со сплошным охлаждением всего профиля определяется по соотношению (б), гдеЪОу=бсп и 1 у=11 Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от известного, не выявлены в других технических решениях, и следовательно, обеспечивают предлагаемому соответствие критерию "существенные отличия",П р и м е р. Предлагаемый способ осуществляют на стане "450" Западно-Сибирского металлургического комбината рри прокатке равнополочного уголка Л". 100-Х 10 из стали марки Ст 3 сп. В начале прокатки при настройке стана измеряют температуру проката на входе в установку охлддителя. Она изменяется в пределах 1045-1075 при среднем значении 10 б 0 С, принятым в дальнейшем за расчетное, Скорость прокатки составляет 8,6 м/с. Заданный диапазон температуры конца охлаждения проката для режима ускоренного охлаждения соответствует 800-820 С, Температура охладителя на входе установки измерения в подводящей л 1 агистрали -23 С. Первоначальный расход охладителя на установку ацсцивают, исходя из накопленных опытныхданныхдля заданного режима охлаждения: общий расход охладителя составляет 1170 гл /ч, рас 3 ход на участок сплошного охлаждения всего профиля - 480 м /ч. Установление начальзных расходов можно осуществить и другими способдл 1 и, например цд основе регрессионных уравнений или соотношений теплового баланса с использовдниегл усредненных значений пдрал 1 етров процесса ахлдждения для зддднногс режима. После подачи ахлддитсля цд устацавку и прокатки л 1 с галла измеряют темпардтуру конца аллдждацця пракдтд. Она изманялдсь в пр:,.лдх 825- 850 С. Температуры охлддителя нд выходе устднаво и выходе участка сплагш ага а".- лад;1 таля профиля,ссстдвпягат ,О ц 3 У С1704872 О = 0,45 1,27 19.24 10" 8.6---3600: 530 ц /ч,1060 - 810 ., э Осп =К К ка со сплошнымля и коэффициенттока;теплофиэическихалла;ного сечения проде 60 п, К 1 - ра охлажден и теплос,ьем К - коэффсвойств охлади Я - площад ход пот ем профи этого и ициент еля и ме ь попере филя;Ч - скоро Т 2 - тем новкой; ь прокатки;ратура металла перед ус Тз- заданная теия проката; 11 - температураждением профката; 1 - температурановки,тура конца охла СО Сплошным е охлаждения и я на входе охл уст 5 зобретения пения процессом охлажреимущественно :с ключающий измерение орости проката на входе Формула иСпособ управдения проката, иых профилей, ве 1 лпературы и ск где См, С и охладит рм,Р ля соотвеемкости металл- средниееля;- плоткосственно. еталла и охладите оставитель А.Сергеевехред М.Моргентал А.Осауле Ре р И.Сегляник при ГКНТ СССР аказ 147 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и Открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производстве 1 чко-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 смтветстве 11 ко, что ы достигнуть задан 1 ого значени температуры конца охлажрекия проката (810-10 С) рассчит 1 ваот, с учетом справочных данных о тепе офизических свойствах катчлла и охладитсля, ков 1 е эка чекия обще;О рзсх 3 да охлад;1 теля и рэсхо,1 э на учлсток спло 13 ного охлэькдекия всего профиля. При зтам коэффициент теплосьема потока с участка принят равным 0,45.1060 - 810, з 1 0 Очьч -1,27 19,24 10 8,6 -3,600=1;60 м /ч38 - 23 После подачи этих количеств охладите ля на установку измеряют температуру конца охлаждения проката. Ока соответствует заданному диапазону и профиль, получаемый после правильных машин, также соответствует требованиям стандарта. В ходе 20 дальнейшей прокатки металла параметры процесса охлаждения изменялись, Однако, управление расходом охладителя в соответствии с предложенны 8 л Способом позволяет поддерживать температуру охлажденного 25 проката в требуемом диапазоне при сохранении геометрии профиля, Если охлаждение проката осуществлять в соответствии с иэвестны 1 л способом одним потоком, без дифференцированного отбора тепла по эле ментам прсфиля, то это приводит к неравномерному распределению температуры по сечению охлажденного проката и, как следствие, к "смолковке" или "размолковке" профиля (отклонение от пря 1 лого угла). В 35 результате после правки такого металла на правильных машинах не обеспечивается стабильное достижение профиля, отвечающего требо-:эниям стандарта. Использование предлагаемого способа управления 40 процесссм охлаждения проката позволяет увеличить выход годного металла на 3,070. Ожидаемый экономический эффект составит 3,71 руб. на тонну проката. устаовки охлажден;,я, температуры охладителя ка входе и выходе установки, задание требуемой,11 ля данной марки стали и сортамента температуры конца охлаждения проката, измерение те 1 лпературы охлажденного металла, расчет расхода охладителя и коррктировку подаваемого расхода в зависимости от разкицы между измеренной и заданкой теблпературами конца охлаждения проката, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода годного металла, подаваемый поток сх ладителя делят на поток со сплошным охлаждением всего профиля и поток с избирательным охлах;дением отдельных элементов профиля струя 1 ли, измеряют температуру потока со сплошным охлаждением профиля после охлаждения проката и дополнительно управляют расходом этого потока, зчачение которого определяют по выражению