RU2086317C1

RU2086317C1 - Mill for continuously rolling shapes

Info

Publication number: RU2086317C1
Application number: RU95119042A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Есипов; Б.В. Мичурин
Original assignee: Акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод"
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: production of different-diameter rolled shapes. SUBSTANCE: continuous rolling mill includes charging apparatuses, induction heating furnace, transporting rollers with group drive unit, rolling stands arranged in row, cooler with pockets. Heating furnace includes two rows of modules having different cross section through openings. Said modules are arranged one over another along vertical line in common rigid frame. Said frame is provided with mechanism for lifting-descending it relative to rollers mounted in stationary frame. EFFECT: improved design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве сортовых профилей малотоннажными партиями на малоклетевых станах, оборудованных проходными (роликовыми) нагревательными устройствами. The invention relates to rolling production and can be used in the production of long sections with small tonnages in small-gauge mills equipped with continuous (roller) heating devices.

Известен трехклетевой стан дуо 630/430 с последовательным расположением клетей. Стан предназначен для получения малотоннажных партий профильных заготовок турбинных лопаток из сортового проката за 3 -7 проходов. Known three-stand mill duo 630/430 with a sequential arrangement of stands. The mill is designed to receive small-tonnage lots of shaped billets of turbine blades from long products in 3-7 passes.

В состав оборудования стана входят загрузочные устройства, две проходные роликовые газовые нагревательные печи, три рабочие клети, из которых первая
резервная. Рабочие клети оборудованы передвижными рольгангами с линейками для задачи заготовки в калибр валков. После прокатки профильные заготовки поступают на холодильник (1, рис. 147).The mill equipment includes loading devices, two continuous gas-fired gas heating furnaces, three working stands, of which the first
reserve. Working stands are equipped with movable live rolls with rulers for the task of harvesting into a caliber of rolls. After rolling, the profile blanks are delivered to the refrigerator (1, Fig. 147).

К технологическим недостаткам данного стана относятся
значительная разница температур заготовки из-за разновременности выхода переднего и заднего концов заготовки из проходных роликовых печей, что приводит к понижению точности прокатки из-за различного уширения и усилий прокатки по длине раската;
низкая температура конца прокатки, вызванная большой продолжительностью прокатки из-за реверсирования раската и отсутствия непрерывности прокатки, что увеличивает расход энергии и валков на прокатку;
наличие передвижных рольгангов у рабочих клетей для передачи раската из одного калибра в другой, что затрудняет автоматизацию процесса прокатки на стане.The technological disadvantages of this mill include
a significant difference in the temperature of the workpiece due to the difference in the exit times of the front and rear ends of the workpiece from the continuous rolling furnaces, which leads to a decrease in rolling accuracy due to different broadening and rolling forces along the length of the roll;
low temperature of the end of rolling, caused by the long duration of rolling due to reversal of the roll and the lack of continuity of rolling, which increases the energy consumption and rolls for rolling;
the presence of mobile rolling tables in the working stands for transferring the roll from one caliber to another, which complicates the automation of the rolling process on the mill.

Известен зигзагообразный шестиклетевой стан 300 с последовательным расположением клетей, исключающим процесс непрерывной прокатки. В состав оборудования стана входят два однорядных индукционных нагревателя, расположенных параллельно и оборудованных загрузочными устройствами, шесть горизонтальных рабочих клетей, из которых первая обжимная клеть дуо 400 - реверсивная, остальные клети дуо 300. Рабочие клети расположены в две линии. Перед холодильником установлены ножницы и дисковая пила горячей резки.[2 рис, 3б] Стан предназначен для прокатки малотоннажных партий фасонных профилей с площадью поперечного сечения 100 -2500 мм² из круглых и квадратных заготовок диаметром (стороной) 30 -80 мм за 6-10 проходов. В обжимной реверсной клети 400 в зависимости от размеров сечения исходной заготовки выполняется 1-5 проходов.Known zigzag six-stand mill 300 with a sequential arrangement of stands, eliminating the process of continuous rolling. The mill equipment includes two single-row induction heaters arranged in parallel and equipped with loading devices, six horizontal working stands, of which the first duo 400 crimping stand is reversible, the remaining duo 300 stands. The working stands are arranged in two lines. Scissors and a hot saw are installed in front of the refrigerator. [2 fig. 3b] The mill is designed for rolling small-tonnage lots of shaped profiles with a cross-sectional area of 100-2500 mm ² from round and square billets with a diameter (side) of 30-80 mm for 6-10 passageways. In the crimp reverse stand 400, depending on the size of the cross section of the initial workpiece, 1-5 passes are performed.

К недостаткам данного стана следует отнести
поступление к первой клети заготовок со значительным перепадом температур между задними и передними концами, что объясняется разновременностью выхода переднего и заднего концов заготовки из индукционных нагревателей:
низкая температура прокатки в последних клетях стана из-за значительного удаления клетей друг от друга, что приводит к увеличению расхода энергии и валков.The disadvantages of this camp include
receipt of blanks at the first stand with a significant temperature difference between the rear and front ends, which is explained by the simultaneous release of the front and rear ends of the workpiece from induction heaters:
low rolling temperature in the last stands of the mill due to the significant distance of the stands from each other, which leads to an increase in energy consumption and rolls.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является непрерывный четырехклетовой стан 300, включающий две проходные нагревательные печи индукционного типа, оборудованные загрузочными устройствами, четыре рабочие клети дуо с горизонтальными 300х200, из них третья клеть может быть установлена с вертикальными валками, отводящий рольганг, а также реечный холодильник с карманами [1с.329, рис.145,а]
Проходные индукционные нагреватели стана расположены параллельно, расстояние между осями нагревательных устройств 8м. Первая индукционная печь предназначена для нагрева заготовок диаметром 40 -70мм. Нагретая заготовка после выхода заднего конца из индуктивного нагревателя скатывается по наклонному настилу на рольганг стана, который одинаково удален от осей левого и правого индукционных нагревателей.Closest to the proposed technical solution is a continuous four-cell mill 300, including two induction-type continuous heating furnaces equipped with loading devices, four duo working stands with horizontal 300x200, of which a third stand can be installed with vertical rolls, an outlet roller table, and a rack cooler with pockets [1с.329, fig. 145, a]
Feed-through induction heaters of the mill are located in parallel, the distance between the axes of the heating devices is 8 m. The first induction furnace is designed to heat workpieces with a diameter of 40 -70mm. The heated billet after the rear end exits from the inductive heater rolls down the inclined flooring onto the rolling table of the mill, which is equally remote from the axes of the left and right induction heaters.

Стан предназначен для получения малотоннажных партий профилей сечением 300 2000мм² в прутках длиной до 7 м. В качестве исходного материала используются прутки длиной 2,5^oC4м из сортовой круглой или квадратной стали диаметром (стороной) 25 -70 мм.The mill is designed to receive small-tonnage batches of profiles with a cross section of 300 2000 mm ² in rods up to 7 m long ^. Rods 2.5 ^o C4 m in length made of high-grade round or square steel with a diameter (side) of 25 -70 mm are used as starting material.

К основным технологическим недостаткам данного стана относятся следующие. The main technological disadvantages of this mill include the following.

Значительное понижение температуры поверхности (на 50-150^oС ) переднего конца нагретой заготовки к моменту ее задачи в стан, при этом, чем длиннее заготовки и ниже скорость перемещения через индукторы, тем больше разница в температуре металла переднего и заднего концов нагретой заготовки.A significant decrease in the surface temperature (by 50-150 ^o С) of the front end of the heated billet by the time of its task in the mill, while the longer the billet and the lower the speed of movement through the inductors, the greater the difference in the metal temperature of the front and rear ends of the heated billet.

Для обеспечения необходимой температуры прокатки переднего конца заготовки в практических условиях вынуждены повышать температуру нагрева заготовок в индукторах, что приводит к увеличению расхода энергии и угара металла, а также к снижению производительности нагревательных устройств. To ensure the required rolling temperature of the front end of the workpiece in practical conditions, they are forced to increase the heating temperature of the workpieces in the inductors, which leads to an increase in energy consumption and metal waste, as well as to a decrease in the productivity of heating devices.

Значительный перепад температуры прокатки парадного и заднего концов заготовки, что снижает точность прокатки из-за осуществления колебаний поперечной деформации и усилий прокатки по длине раската. A significant difference in the rolling temperature of the front and rear ends of the workpiece, which reduces the accuracy of rolling due to the implementation of oscillations of transverse deformation and rolling forces along the length of the roll.

Указанные технологические недостатки присущи всем станам, которые оборудованы двумя параллельно расположенными проходными печами и объясняются значительной равномерностью выхода из индуктора переднего и заднего концов заготовки из-за малой скорости перемещения заготовки по индукторам (0,06 0,2 м/c и значительной длины нагреваемых заготовок (2,5 5м). The indicated technological drawbacks are inherent in all mills that are equipped with two parallel-mounted feed furnaces and are explained by the significant uniformity of the output of the front and rear ends of the workpiece due to the low speed of movement of the workpiece across the inductors (0.06 0.2 m / s and the significant length of the heated workpieces (2.5 5m).

Величина разновременности выхода переднего и заднего концов определяется отношением длины заготовки к скорости ее движения по индукционным нагревателям. В зависимости от мощности индукционной установки и площади сечения заготовки скорость перемещения по индуктору может быть 0,06 0,2 м/c, при этом с увеличением заготовки скорость понижается. Длина нагреваемых прутков достигает 5 м. The magnitude of the simultaneous output of the front and rear ends is determined by the ratio of the length of the workpiece to its speed along induction heaters. Depending on the capacity of the induction installation and the cross-sectional area of the workpiece, the speed of movement along the inductor can be 0.06 0.2 m / s, while with an increase in the workpiece speed decreases. The length of the heated rods reaches 5 m.

При указанных параметрах нагрева задний конец заготовки покинет индуктор через 83 25 с после выхода переднего конца, который это время находится на воздухе и охлаждается. После выхода заготовки из индуктора она скатывается по наклонному настилу на задающий рольганг и подается в стан, при этом температура переднего конца заготовки на 50-150^oC ниже заднего.With the indicated heating parameters, the back end of the workpiece will leave the inductor after 83 25 s after the front end, which is in air and is cooled for this time. After the workpiece exits from the inductor, it rolls down on an inclined deck to the master roller table and is fed into the mill, while the temperature of the front end of the workpiece is 50-150 ^o C lower than the rear.

Во избежание поломки валков или получения брака при прокатке "подстуженных" передних концов заготовки обслуживающий персонал вынужден уменьшать длину исходных заготовок или повышать температуру нагрева металла в индукторах на 50 -150^oС путем уменьшения скорости перемещения заготовки по индукторам. Очевидно, что вынужденное повышение температуры нагрева заготовок увеличивает угар металла и расход энергии, снижает производительность индукторов, а следовательно, и стана.In order to avoid breakage of the rolls or marriage during the rolling of the "tightened" front ends of the billet, maintenance personnel are forced to reduce the length of the original billets or increase the heating temperature of the metal in the inductors by 50 -150 ^o C by reducing the speed of movement of the workpiece in the inductors. Obviously, a forced increase in the heating temperature of the billets increases the waste of metal and energy consumption, reduces the performance of the inductors, and therefore the mill.

Технической задачей изобретения является сокращение энергии на нагрев заготовок, уменьшение перепада температур прокатки переднего и заднего концов заготовки а также повышение производительности нагревательных устройств путем размещения нагревательных модулей печи друг над другом в одной вертикальной плоскости. An object of the invention is to reduce the energy for heating the workpieces, reducing the temperature difference of rolling the front and rear ends of the workpiece, as well as increasing the productivity of heating devices by placing the heating modules of the furnace on top of each other in one vertical plane.

Поставленная задача решается тем, что индукционная нагревательная печь включает два ряда индукционных модулей с различными проходными отверстиями, установленных друг над другом в одной вертикальной плоскости на общей жесткой раме, оснащенной механизмом подъема опускания относительно транспортирующих роликов, групповой привод которых смонтирован на неподвижной раме, при этом транспортирующие ролики установлены на уровне линии прокатки рабочих клетей стана. The problem is solved in that the induction heating furnace includes two rows of induction modules with different feedthroughs, mounted one above the other in the same vertical plane on a common rigid frame equipped with a lowering raising mechanism relative to transporting rollers, the group drive of which is mounted on a fixed frame, while transporting rollers are installed at the level of the rolling line of the mill stands.

На фиг.1 представлен непрерывный малоклетевой стан для прокатки сортовых профилей малотоннажными партиями, вид сверху: на фиг. 2- pазpез по всей оси индукторов и первой клетки стана, вид сбоку; на фиг.3- pазpез А-А на фиг.1; на фиг.4-pазpез Б-Б на фиг.1. Figure 1 shows a continuous small-stand mill for rolling high-quality sections in small tonnage lots, top view: in FIG. 2- section along the entire axis of the inductors and the first cell of the mill, side view; figure 3 - section aa in figure 1; figure 4-section BB in figure 1.

Предложенный непрерывный малоклетевой стан для прокатки сортовых профилей малотоннажными партиями состоит из загрузочной решетки 1 с задающими рольгангом 2, проходной индукционной печи 3, включающей верхние 4 и нижние 5 индукционные модули с различными проходными сечениями отверстий, установленных друг над другом в одной вертикальной плоскости на общей жесткой C-образной раме 6, которая смонтирована на домкратах 7 (винтового или гидравлического типов). Между торцами индукционных модулей установлены транспортирующие приводные ролики 8, а над ними неприводные прижимные ролики 9. Ролики 8 имеют групповой привод 10, который смонтирован на неподвижной раме 11 и надежно обеспечивает одинаковую скорость перемещения нагреваемой заготовки через все индукционные модули нагревательной печи 3. The proposed continuous small-stand mill for rolling high-quality sections by small parties consists of a loading grate 1 with a setting roller table 2, a passage induction furnace 3, including upper 4 and lower 5 induction modules with different passage sections of holes installed one above the other in the same vertical plane on a common rigid C-shaped frame 6, which is mounted on jacks 7 (screw or hydraulic types). Between the ends of the induction modules there are transporting drive rollers 8, and above them non-drive pressure rollers 9. The rollers 8 have a group drive 10, which is mounted on a fixed frame 11 and reliably ensures the same speed of movement of the heated workpiece through all induction modules of the heating furnace 3.

Проходная индукционная печь 3 состоит из верхнего и нижнего ряда последовательно установленных индукторов (модулей) 4 и 5, число которых определяется производительностью печи. Каждый индукционный модуль представляет собой толстостенную, составленную на шамотной, асбестовой и маканитовой гильз, многослойную трубу, вокруг которой выполнен из водоохлаждаемой медной трубки спиралевидный индуктивный провод, снаружи которого нанесен слой электроизоляции (на фиг.2 -4 не показано). На концах медной трубки выполнены контакты для подсоединения токоподводящих шин, а также штуцеры для подвода и отвода охлаждающей воды, соединенные посредством резиновых шлангов с подводящими и отводящими трубопроводами (на фиг.2 -4 не показаны). A continuous induction furnace 3 consists of an upper and lower row of series-mounted inductors (modules) 4 and 5, the number of which is determined by the productivity of the furnace. Each induction module is a thick-walled, composed on chamotte, asbestos and macanite sleeves, a multilayer pipe, around which a spiral-shaped inductive wire is made from a water-cooled copper tube, on the outside of which a layer of electrical insulation is applied (not shown in Figs. 2-4). At the ends of the copper tube, contacts are made for connecting current-carrying tires, as well as fittings for supplying and discharging cooling water, connected via rubber hoses to the inlet and outlet pipes (not shown in FIGS. 2-4).

От торца последнего индуктора на расстоянии Z, превращающем длину L вводных проводок 12 на 50 75 мм, соосно индукционным модулям 4 и 5 установлена первая рабочая клеть 13 прокатного стана, а на ней последовательно остальные клети. Все рабочие клети могут перемещаться перпендикулярно оси индукторов, что позволяет сохранить соосность линии проката и индукторов при переходе с одного калибра на другой. Транспортирующие ролики 8 установлены на уровне линии прокатки первой рабочей клетки стана. За последней клетью стана установлен соосно оси индукторов 4 и 5 отводящий рольганг 14, по которому прокатные полосы поступают на реечный холодильник 15, а с него в карманы холодильника. From the end of the last inductor at a distance Z that converts the length L of the input wires 12 to 50 75 mm, the first working stand 13 of the rolling mill is installed coaxially with the induction modules 4 and 5, and the rest of the stands are sequentially installed on it. All working stands can be moved perpendicular to the axis of the inductors, which allows you to maintain alignment of the rental line and the inductors during the transition from one caliber to another. Transporting rollers 8 are installed at the level of the rolling line of the first working cell of the mill. Behind the last mill stand, a discharge roller 14 is installed coaxially with the axis of the inductors 4 and 5, along which the rolling strips enter the rack cooler 15, and from it into the pockets of the refrigerator.

Прокатка на данном непрерывном стана производится следующим образом. Исходные круглые заготовки диаметром 25 -70 мм (или эквивалентные квадратные заготовки ) длиной 2,5 5 мм ложатся пакетами на загрузочную решетку 1, с которой поштучно одна за другой сталкиваются на рольганг 2, которой задает заготовки в первый индуктор 5 нижнего ряда модулей для нагрева заготовок диаметром 25 40 мм, а затем с помощью транспортирующих 8 и прижимных 9 роликов заготовки 16 на определенной постоянной скорости перемещаются через индивидуальные модули 4, по мере передвижения через индукторы постепенно нагреваются и в последнем модуле достигают заданную температуру нагрева. Rolling on this continuous mill is as follows. The initial round billets with a diameter of 25-70 mm (or equivalent square billets) 2.5-5 mm long are placed in packets on the loading grid 1, which one by one they face onto the roller table 2, which sets the blanks in the first inductor 5 of the lower row of modules for heating workpieces with a diameter of 25 to 40 mm, and then using transporting 8 and pressure 9 rollers, workpieces 16 are moved through individual modules 4 at a certain constant speed, as they move through inductors they gradually heat up in the last module Pigging the set heating temperature.

Нагретая до необходимой температуры заготовка 16 подается в валки первой клетки и прокатывается, при этом скорость заготовки 16 на входе в очаг деформации равна (синхронна) скорости перемещения заготовки через индукционные модули и скорости прокатки в первой клети, обеспечивает одинаковую температуру металла при прокате по всей длине заготовки независимо от скорости перемещения по индукторам и длины исходных заготовок, а незначительное расстояние между последним индуктором и первой клетью гарантирует минимальное снижение температуры нагретой заготовки (на 5 10)^oC перед входом в валки первой клети.The workpiece 16 heated to the required temperature is fed into the rolls of the first cage and rolled, while the speed of the workpiece 16 at the entrance to the deformation zone is equal to (synchronous) the speed of movement of the workpiece through the induction modules and the speed of rolling in the first stand, provides the same metal temperature during rolling along the entire length blanks regardless of the speed of movement along the inductors and the length of the initial blanks, and the insignificant distance between the last inductor and the first stand guarantees a minimum temperature decrease agretoy workpiece (on May 10) ^o C before entering the first roll stand.

Прокатанная в последней клети полоса поступает на рольганг 14, а с него перекладывается на холодильник 15, пройдя который полосы охлаждаются и сбрасываются в карман холодильника 15, где пакетируются в пачки массой 5 6 т. The strip rolled in the last stand enters the roller table 14, and from it is transferred to the refrigerator 15, after which the strips are cooled and dumped into the pocket of the refrigerator 15, where they are packaged in packs weighing 5 6 tons.

При необходимости прокатки профилей из заготовок диаметром свыше 40 мм общая жесткая рама 6, на которой смонтированы индукционные модули верхнего и нижнего рядов, с помощью домкратов 7 опускается таким образом, чтобы ось проходных отверстий верхнего ряда индукторов 5 находилась на уровне прокатки первой рабочей клети стана. Затем производится переключение подачи воды и тока с нижнего ряда индукторов на верхний, и нагревательная печь готова к нагреву заготовок диаметром 40 70 мм. If it is necessary to roll profiles from workpieces with a diameter of more than 40 mm, the common rigid frame 6, on which the induction modules of the upper and lower rows are mounted, is lowered by means of jacks 7 so that the axis of the passage openings of the upper row of inductors 5 is at the level of rolling of the first working stand of the mill. Then, the water supply and current are switched from the lower row of inductors to the upper one, and the heating furnace is ready to heat blanks with a diameter of 40–70 mm.

Предложенный непрерывный стан для прокатки сортовых профилей малотоннажными партии из круглых и квадратных заготовок диаметром (стороной) 25- 70 мм обладает следующим преимуществом перед прототипом. The proposed continuous mill for rolling high-quality sections by small-tonnage lots of round and square billets with a diameter (side) of 25-70 mm has the following advantage over the prototype.

Значительно расширяется размерный сортамент прокатываемых профилей в условиях непрерывных малоклетевых за счет увеличения диапазонов размеров сочетания нагреваемых заготовок, что позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели работы непрерывного мало- клетевого стана, оснащенного индукционными нагревателями, в сравнении с прототипом. The size assortment of rolled profiles is expanding significantly under continuous low-gauge conditions by increasing the size range of the combination of heated billets, which can significantly improve the technical and economic performance of a continuous small-stand mill equipped with induction heaters, in comparison with the prototype.

Claims

A continuous rolling mill for the manufacture of profiles, including loading devices, an induction heating furnace, consisting of two rows of modules with passage openings of different cross sections, successively installed rolling stands, a refrigerator with pockets, characterized in that the mill is equipped with conveyor rollers installed at the level of the rolling line with a group drive mounted on a fixed frame, and the modules of the heating furnace are placed one above the other in the same vertical plane on a common rigid th frame equipped with a mechanism for raising and lowering it relative to the transporting rollers.