Способ охлаждения рулонов горячекатаной полосы

(51)5 С 21 0 1/62 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Устройство для охлна складе (фиг. 3) соугольной камеры 9 с крнее размещены ложеменрые в один или более ррулоны 1. улонов прямождениятоит иышкой,ы 10, н внутри а кото ядов уложены ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОНОВ ГОРЯЧЕКААНОИ ПОЛОСЫ(57) Изобретение относится к области Изобретение относится к металлургии и предназначено для использования при горячей рулонной прокатке полос.Целью изобретения является повышение производительности за счетсокращения времени охлаждения и повышение качества путем увеличения равномерности свойств по ширине полосы.На фиг, 1 приведено устройство для охлаждения рулонов.на транспорте- ре перемещения рулонов, общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для охлаждения рулонов в камере, общий вид, на фиг. 4 - то же, в пролете склада, на фиг. 5 и 6 - кривые охлаждения рулонов при обдуве его потоком воздуха, подаваемого соответственноравномерно на торцовые и боковую поверхности рулона и в соответствии с предлагаемым способом. ЯО 1534068 А 1 2металлургии и предназначено для использования при горячей рулонной прокатке полос. Цель изобретения - повышение производительности путем сокращения времени охлаждения и повьппение качества путем увеличения равномерности свойств по ширине полосы. Потоки охладителя, например водовоздушную смесь, подают на боковую и торцовые поверхности рулонов. Расход на торцовые поверхности рулонов равен 0,7-0,8 общего расхода охладителя, причем на центр образующей рулонов охладитель подают в количестве 0,6- 0,7 оставшегося его расхода. 6 ил 3 табл. Устройство (фиг. 1 и 2) включает установленные в нем рулоны 1 горячекатаных полос, размещенные на транспортере 2 в горизонтальном положении, проходящем по тоннелю 3. В продольных стенах, напротив торцов рулонов 1, выполнены сопла 4 для подачи охладителя, например, воздушно- водяным потоком. Кроме того, в своде тоннеля выполнены цилиндрические 5 и щелевые б сопла. Устройство дополнительно может быть снабжено также соплами 7 для подачи воды на поверхность рулонов и водяной ванной 8 .1534068 В стенах камеры напротив торцоврулона 1 установлены сопла 4 для подачи воздушно-водяного потока. В крьпнке камеры 9 соосно горизонтальной5оси рулонов, т.е. их образующей, установлены цилиндрические 5 и щелевыеб сопла. Дополнительно устройствооборудовано подводящими 11 и отводящими 12 воду трубопроводами и отводящим газообразный охладитель трубопровод 13, а также теплообменниками (непоказаны) для утилизации отобранногоот рулонов тепла.Устройство, представленное нафиг, 4включает ложементы 10 с рулонами 1 и П-образную раму 14, перемещающуюся вдоль пролета склада, снабженную соплами 4-6 и гибкими шлангами15 для подвода к ним компонентов воз"душно-водяного охладителя. Сопла4-6 имеют возможность перемещения ввертикальном и горизонтальном направлениях.При охлаждении рулонов на транспортере в тоннеле предлагаемый способ реализуют следующим образом,После прокатки горячекатаные рулоны 1 устанавливают на транспортер 2в горизонтальном положении так, что30горизонтальная ось рулонов 1 перпендикулярна продольной оси транспортера 2 и подают их в тоннель 3. Придвижении mо тоннелю 3 через сопла 4на торцовые поверхности рулонов подают газообразный охладитель, например 5гвоздушно-водяную смесь, в количестве0,7-0,8 от общего расхода охладителя. Одновременно, аналогичный газообразный охпадитель подают сверхуна образующую рулонов через цилиндрн- фческие 5 и щелевые б сопла. Причем0,6-0,7 от оставшегося расхода .охладителя подают через цилиндрическиесопла 5; а 0,3-0,4 расхода охладителя - расхода охладителя - через щелевые сопла равномерно на участкахобразующей от торцов до серединырулона. Шаг между соплами 4 и 5 выбран таким образом, чтобы происходило непрерывное охлаждение поверхности рулонов.Таким способом рулоны охлаждаютдо температуры, например, 80-100 С,после чего их направляют на дальнейшие технологические операции., 55В конечной стадии охлаждения рулонов предлагаемый способ может бытьтакже реализован следующим образом. После охлаждения рулонов до 250350 С, т.е, по,цостижению температуры конца всех фазовых превращений вметалле, на поверхность рулонов 1 через сопла 7 подают воду или рулоныс помощью транспортера 2 перемещаютчерез ванну.8 с проточной водой доохлаждения их до температуры, например, 80-100 С,При охлаждении рулонов в камерепредлагаемый способ осуществляют следующим образом,Поступающие на склад горячекатаные рулоны 1 размещают на ложементах10 в горизонтальном положении в камере 9 и.закрывают ее крышкой, Послеэтого подают газообразный охладитель,например воздушно-водяную смесь, через сопла 4 на торцы рулонов и сопла5 и б на образующую рулонов, Расходыохладителя устанавливают такими же,как и при охлаждении рулонов на транспортере. Нагретый от рулонов охладитель удаляют через отводящий трубопровод 13, в линии которого устанавливается теплообменник для утилизациитепла. Рулоны охлаждают газообразнымохладителем до достижения металломтемпературы 80-100 С.Аналогичным ебраэом, как и приохлаждении рулонов в тоннеле, второйвариант реализации способа в камерезаключается в том, что после охлаждения рулонов воздущно-водянойсмесью до температуры 250-350 С прекращают подачу охладителя через сопла 4,5 и включают подачу воды черезтрубопровод 11. Образующийся в процессе охлаждения пар и горячую водуудаляют, соответственно, через трубопроводы 13 и 12. После охлаждениярулонов до температуры, например.80 в 1 С удаляют воду из камеры 9 ирулоны направляют на дальнейшую технологическую обработку.Предлагаемый способ может бытьреализован на складе и беэ использования стационарной камеры, В этомслучае рулоны устанавливаются наложементы 10 в один или несколькоярусов непосредственно в пролетесклада. Подачу воздушно-водяного по"тока охладителя осуществляют черезсопла 4,5 и б, которые смонтированына подвижной П-образной раме 14, перемещающейся вдоль пролета склада,Подвод кояатонентов охладителя к ссплам 4,5 и б осуществляется через5 15гибкие шланги 15. Сопла 4,5 и 6 имеют возможность перемещения в вертикальном и горизонтальном направленияхВ качестве газообразного охладителя в предлагаемом способе применяютвоздушно-водяную смесь, воздух илитехнический азот. Причем, техническийазот предпочтительнее воздуха, таккак он на станциях для получения кислорода практически полностью под избыточным давлением выбрасывается ватмосферу, т.е. использование егодля охлаждения не требует энергетических и эксплуатационных затрат, является лучшим охладителем по сравнению с воздухом, так как имеет 1003влажность, и, кроме того, имеет всвоем составе порядка 2-47 О, т.е.его окислительная способность на порядок ниже, чем воздух, что способствует минимальному образованию окалины на поверхности горячекатаныхполос,Сокращения длительности охлаждения рулонов горячекатаной полосы прииспользовании предлагаемого способадостигают, как в результате того,что охладитель на торцовые поверхности рулона подают в количестве0,7-0,8 от общего расхода охладителя, так и за счет применения второговарианта, т.е. в результате охлаждения рулонов на конечной стадии водой. Охлаждение рулонов с оптимальным соотношением расхода охладителяна торцовые поверхности позволяетмаксимально интенсифицировать процессотбора тепла в осевом направлении,а следовательно, и минимально сократить процесс охлаждения рулонов вцелом,Расход охладителя на торцовые поверхности рулонов находят экспериментальным путем. В качестве охладителя используют водовоздушную смесь,содержащую 0,01-0,02 м воды в 1 мзвоздуха.Данные исследований по охлаждениюрулонов охладителем приведены втабл. 1.Из полученных данных следует, чтомаксимальное сокращение длительностиохлаждения рулонов, практически в2,0-2,3 раза по сравнению с естественным охлаждением, достигается прирасходе охладителя на торцы рулоновв количестве 0,7-0,8 от общего расхода, При этом, по сравнению с известным использование предлагаемого 34068 6способа позволяет сократить длительность охлаждения на 24-303.При снижении расхода охладителяна торцы менее 0,7 от общего расхода15 длительность охлаждения возрастает,так как отбор тепла от торцов рулонов,т.е. в осевом направлении, недоста"точно интенсивен. При увеличениирасхода охладителя на торцы 0,8 отобщего расхода длительность охлаждения также увеличивается, так как снижается теплопередача в радиальномнаправлении от металла к охладителю,Повышение равномерности механи 5ческих свойств по ширине полосы, т.е.по высоте (длине) рулона, обеспечивается за счет повышения скорости снижения температурного перепада по высоте рулона в процессе охлаждения.Это достигается за счет подачи охладителя в количестве 0,6-0,7 от оставшегося расхода т.е. от общего расхода охладителя на наружную поверхностьрулона, на центральную поверхностьобразующей рулона, Подача оптимального расхода охладителя на серединувысоты (длины) рулона приводит к максимальному увеличению отбора теплав радиальном направлении в этом мес 30 те, т.е. приводит к снижению температурного перепада между наиболее горячим и холодным участками металла поширине полосы. Снижение температурного перепада в более короткий срок,35 чем при использовании известного способа, позволяет повысить равномерность механических свойств по ширинеполосы,Расход охладителя на центральную40 поверхность образующей рулонов находят экспериментальным путем, исходя из условия достижения минимального температурного перепада по высотерулона при максимальной скорости ох 45 лаждения, Данные экспериментальныхисследований приведены в табл. 2.Минимальный температурный перепадпо высоте (длине) рулона в пределах150-180 С при максимальной скорости50 охлаждения достигается при расходеохладителя на центральную поверхностьобразующей рулона в количестве 0,60,7 от общего расхода на наружную поверхность. При меньшей величине расхода температурный перепад выше,следовательно выше и неравномерностьмеханических свойств металла по ширине полосы. С увеличением расхода охладителя (выше оптимального предела)1534068 При этом максимальный перепад по длине рулона вотстающей" точке не префвышает 160 С, в то время как по известному способу он составляет порядка 280 С. В соответствии с темпераОтурными условиями охлаждения находятся и механические свойства охлажденного металла, представленные в табл. 3. температурный перепад снижается на15-30 С, но при этом существенно неменее чем на 9-10 М увеличиваетсядлительность охлаждения, так как снижается теплоотдача в радиальном направлении на участках образующей рулона от торцов до центра по высотерулона, вследствие снижения массового расхода охладителя сверх допустимого на этих участках рулона,Предлагаемый способ охлаждениярулонов горячекатаной полосы опробовыеают в нромьивленных условиях. С этойцелью изготовляют прямоугольную ка 15меру с крышкой, на полу камеры устанавливают ложемент дпя горизонтального размещении рулона горячекатанойполосы. В стенках, расположенных напротив торцов рулона, выполняют отвер 20стия, через которые подают на торцырулона вентиляторный увлажненный воз%дух "0 015 мф водыв 1 м воздуха с часо"вым расходом 40,0-42,0 тыс. м/ч (0,70,8 общего расхода). В крышке камеры 25по центру устанавливают сопло40 ммдля подачи вентиляторного увлажненного воздуха иа центральную поверхность образующей рулона в качестве8,0-9,0 тыс. м /ч (0,6-0,7 оставшегося расхода) и щелевые сопла для равномерной подачи воздуха в количестве5,0 тыс. м /ч по образующей на участках от торцов рулона до центра подлине рулона,Рулон из стали 0810 массой 30 тохлаждают таким образом, от темпера -туры 500 С до 250 С. Температуру металла регистрируют по заложенным врулон термопарам.Представленные на Фиг. 5 и 6 кривые охлажцения рулонов свидетельствукт, что использование предлагаемогоспособа по сравнению с известнымпозволяет сократить длительность охлаждения с 94 до 70 ч, т,е. на 253. ф 5 Из табл, 3 видно, что механические свойства по ширине полосы распреде" ляются более равномерно как по Д, и 8, так и по твердости - НКВ.Таким образом, использование предлагаемого способа по сравнению с из- вестным позволяет за счет оптимизации распределения расхода охладителя на торцы рулонов и по образующей рулона сократить длительность охлаждения не менее чем на 24-307. и повысить равномерность механических свойств металла по ширине полосы не менее чем на 307. Формула изобретения Способ охпаждения рулонов горячекатаной полосы, включающий подачу на боковые и торцовые поверхности горизонтально расположенного рулона потоков охладителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтб, с целью повышения производительности за счет сокращения времени охлаждения и повышения качества путем увеличения равномерности свойств на ширине полосы, поток охладителя на торцовые поверхности подают в количестве 0,7-0,8 общего расхода охладителя 0,6-0,7 оставшегося расхода охладителя подают сверху на центральную часть боковой поверхности рулона и 0,3-0,4 на боковую поверхность по образующим рулона на участке от середины его до торцов.1534068 О блица 1 Т а Таблица 2 Отношение длительности охДоля от общего расхода охладителяОтносительПредел темпеная длительностьохлаждения подавае- подаваемого мого на на наружную торцы поверхность рулонов рулонов ратурпо вы-,соте рулона,фС 0 82-0 86 й 0,1 0,9 0,88-0,92 0,2 0,8 250-350 иве а и 1 0 40-60 ф 0,3 0,7 О,б 0,4 о49-60160-180 0,4 0,68-0,72 0,6 0 47-0 52 0,3 0,7 О, б 2-0,0,67-0,7 О 43-0 46а 0,8 0,2 0,58-0,66 30 0,9 0,73-0,78 0,8 О 48-0 55 40-60135-15040-60 0,1 0,63-0,7 084 Ое 92 1,0 0 55-0 63 0,68-0,7535 П р и м е ч а н и е. Числитель - максимальный перепад в процессе охлаждения, знаменатель - температурный перепад к концу охлаждения,Таблица 3 Способ охлаждения б ., ИПа 6, ИПа НВВ 280-285 45-4 740-42 430-440 26 3-270 ИзвестныйПредлагаемый 410-415 272-275 415-420 410-415 41-42 40-41 265-270 П р и м е ч а н и е: Числитель - механическиесвойства по краям полосы, знаменатель - механическиесвойства металла по центру полосы.лаждения рулона к длительности охлаждения рулона на воз 0 74-0 8.а 0,82-0,87 068-0 74 0,8-0,84П р и м е ч а н и е. Числитель -предлагаемый способ. охлаждения, знаменатель - известный способ охлаждения. Доля от общего расходаохладителя,подаваемогона центральную поверхность образующей рулона Равномерное распределение охладителя до образующей рулона 40-60 150-170 40-60 140-160,Гунько Заказ 23 Тираж 511 ПодписноеЗНИИПИ Государственнсго комитета по изобретениям и открытиям113035 Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 ри Г 1 НТ ССС агарина, 1 дательский комбинат "Патент", г. Ужгород Производственно