RU2300431C1

RU2300431C1 - Wide strip hot rolling process

Info

Publication number: RU2300431C1
Application number: RU2005128005/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Денисов (RU); Сергей Владимирович Денисов; Павел Николаевич Смирнов (RU); Павел Николаевич Смирнов; Владимир Георгиевич Кузнецов (RU); Владимир Георгиевич Кузнецов; Эдуард Михайлович Голубчик (RU); Эдуард Михайлович Голубчик; Игорь Владимирович Казаков (RU); Игорь Владимирович Казаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-06-10
Also published as: RU2005128005A

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely manufacture of hot rolled strips.

SUBSTANCE: process comprises steps of hot rolling strips in wide strip rolling mill; cooling strips between stands in finish stand group of mill by means of water fed on upper and lower sides and further water cooling of strip in outlet roller table. At rolling in finish stand group, heat profile of strip is monitored by means of differentiated controlled cooling of surface of working rolls by water along their width. Cooling of upper and lower sides of strip is performed just at outlet side from deformation zone. Quantity of water fed to each successive stand along rolling process is by 5 -15% less than quantity of water fed to each previous stand. Water quantity fed downward onto working rolls exceeds that fed upward.

EFFECT: uniform (along width) temperature profile of strip in finish stand group of mill without inter-stand cooling of strip, effective control of rolled piece geometry along its width.

1 ex

Description

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

Известны способы горячей прокатки полос, включающие горячую прокатку на стане с межклетевым охлаждением поверхности полос водой с одновременной подачей охладителя на поверхность рабочих валков и последующую смотку в рулон с предварительным охлаждением полос на отводящем рольганге (см., например, пат. РФ №2037536, заявку Японии №3-10407, МКИ⁵ В21В 45/02, заявку Японии №54-10342, МКИ⁵ В21В 45/02).Known methods for hot rolling strips, including hot rolling in a mill with inter-rack cooling of the surface of the strips with water while supplying cooler to the surface of the work rolls and subsequent winding into a roll with pre-cooling of the strips on the discharge roller table (see, for example, US Pat. RF No. 2037536, application Japan No. 3-10407, MKI ⁵ V21B 45/02, Japanese application No. 54-10342, MKI ⁵ V21B 45/02).

Недостатками данных способов при горячей прокатке широких полос являются невозможность эффективного управления тепловым профилем полосы по ее ширине, что не позволяет обеспечить требуемый уровень геометрии при производстве широкого горячекатаного проката.The disadvantages of these methods during hot rolling of wide strips are the inability to effectively control the thermal profile of the strip along its width, which does not allow to provide the required level of geometry in the production of wide hot-rolled products.

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

Недостатком известного способа является сложность поддержания при прокатке широких полос в чистовой группе стана горячей прокатки, особенно в условиях отсутствия межклетевого охлаждения устойчивого по всей ширине полосы ее температурного профиля. При этом на поверхности рабочих валков чистовой группы стана могут появляться критические термические напряжения, приводящие к возникновению трещин пережога. Вследствие чего при прокатке широкой тонкой полосы значительно ухудшается ее качество, снижается производительность стана из-за частых перевалок, а также становится невозможным получить горячекатаный подкат с регламентируемым заданным профилем поперечного сечения.The disadvantage of this method is the difficulty of maintaining when rolling wide strips in the finishing group of the hot rolling mill, especially in the absence of intercell cooling, which is stable over the entire width of the strip of its temperature profile. At the same time, critical thermal stresses may appear on the surface of the work rolls of the mill finishing group, leading to burnout cracks. As a result, when rolling a wide thin strip, its quality significantly deteriorates, the mill productivity decreases due to frequent transshipments, and it also becomes impossible to obtain a hot rolled tackle with a regulated predetermined cross-sectional profile.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является создание при горячей прокатке в чистовой группе стана условий для обеспечения в условиях отсутствия межклетевого охлаждения полосы равномерного по всей ее ширине температурного профиля, а также исключения появления трещин пережога на рабочих валках.The technical problem solved by the claimed invention is the creation of conditions during hot rolling in the finishing group of the mill to ensure that, in the absence of intercell cooling, the strip has a uniform temperature profile over its entire width, as well as the elimination of burnt cracks on work rolls.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе горячей прокатки широких полос толщиной преимущественно 1,5-2,5 мм, включающем прокатку на широкополосном стане с одновременным регулированием теплового профиля полосы и последующее ее охлаждение водой на отводящем рольганге, согласно изобретению при прокатке в чистовой группе клетей стана регулирование теплового профиля полосы осуществляют дифференцируемым управляемым охлаждением водой поверхности рабочих валков по ширине, осуществляемым сверху и снизу полосы непосредственно со стороны ее выхода из очага деформации, локализацией подачи воды на поверхность валков, с обеспечением попадания части воды непосредственно на полосу, при этом количество воды, подаваемой в каждой последующей клети по ходу прокатки, выбирают из соотношения:The problem is solved in that in the known method of hot rolling of wide strips with a thickness of mainly 1.5-2.5 mm, including rolling on a broadband mill with simultaneous regulation of the thermal profile of the strip and its subsequent cooling with water on the discharge roller table, according to the invention when rolling in fair to the group of mill stands, the thermal profile of the strip is controlled by differentiable controlled water cooling of the surface of the work rolls in width, which is carried out directly from above and below the strip about from the side of its exit from the deformation zone, by localizing the water supply to the surface of the rolls, ensuring that some of the water falls directly onto the strip, while the amount of water supplied in each subsequent stand during rolling is selected from the ratio:

S_i-1=(1,05-1,15)S_i,S _i-1 = (1.05-1.15) S _i ,

где S_i-1 - количество воды в предыдущей клети;where S _i-1 is the amount of water in the previous stand;

S_i - количество воды в последующей клети,S _i - the amount of water in the subsequent stand,

а количество воды, подаваемой на рабочие валки снизу от полосы, вдвое превышает количество воды, подаваемой сверху.and the amount of water supplied to the work rolls below the strip is twice the amount of water supplied from above.

Отличительный признак, характеризующий дифференцируемое управляемое охлаждение поверхности рабочих валков водой сверху и снизу непосредственно со стороны выхода из очага деформации локализацией подачи воды на поверхность валков, известен (см., например, заявки Японии №47-44867, №54-10342). В настоящее время наибольшее распространение получили системы охлаждения поверхности рабочих валков клетей чистовой группы широкополосных станов горячей прокатки, в которых подача воды на поверхность валка осуществляется струями, инжектируемыми через сопла с входной и выходной сторон клети. Однако в известных технических решениях способы подачи охладителя на поверхность валка подразумевают охлаждение валков независимо от охлаждения полосы, так как для исключения попадания воды на полосу над и под полосой размещается проводковая арматура с отбойниками воды.A distinctive feature that characterizes the differentiated controlled cooling of the surface of the work rolls with water from above and below directly from the side of the exit from the deformation zone by the localization of water supply to the surface of the rolls is known (see, for example, Japanese application No. 47-44867, No. 54-10342). Currently, the most widespread are systems for cooling the surface of work rolls of stands of the finishing group of broadband hot rolling mills, in which water is supplied to the surface of the roll by jets injected through nozzles from the input and output sides of the stand. However, in the known technical solutions, the methods for supplying a cooler to the surface of the roll imply cooling the rolls regardless of the cooling of the strip, since to prevent water from entering the strip above and below the strip, wire fittings with water chippers are placed.

При производстве некоторых видов продукции (например, производство горячекатаного подката для жести), так как межклетевое охлаждение предусматривает охлаждение полосы по всей ее ширине, в чистовой группе клетей межклетевое охлаждение не используется (особенно в последних проходах) в силу необходимости формирования требуемых механических свойств подката. Поэтому при производстве горячекатаного подката толщиной 1,5-2,5 мм в чистовой группе клетей затруднительно создание необходимого переменного теплового профиля полосы по ее ширине, и, следовательно, невозможно оперативное управление геометрией раската по его ширине.In the manufacture of certain types of products (for example, the production of hot-rolled tin plate), since inter-stand cooling involves cooling the strip over its entire width, inter-stand cooling is not used in the finishing group of stands (especially in the last passes) due to the need to form the required mechanical properties of the tack. Therefore, it is difficult to create the necessary variable thermal profile of the strip along its width in the production of hot rolled strips with a thickness of 1.5-2.5 mm in the finishing group of stands, and, therefore, it is impossible to quickly control the geometry of the strip along its width.

В заявляемом способе предлагается частично использовать воду, подаваемую на поверхность валка для его охлаждения и на охлаждение полосы. Это позволит, особенно в условиях отсутствия межклетевого охлаждения полосы при прокатке в чистовой группе (например, при производстве широкого тонкого горячекатаного подката «двойной ширины» для жести), обеспечить равномерное по ширине полосы управляемое охлаждение ее поверхности. Кроме того, будет исключено возможное проскальзывание полосы в межвалковом зазоре. Все это в совокупности позволит поддерживать заданный равномерный тепловой профиль полосы.In the inventive method, it is proposed to partially use the water supplied to the surface of the roll to cool it and to cool the strip. This will allow, especially in the absence of inter-stand cooling of the strip during rolling in the finishing group (for example, in the production of a wide thin hot-rolled “double width” rolled sheet for tin), to ensure controlled cooling of its surface uniform in width of the strip. In addition, possible slippage of the strip in the roll gap will be ruled out. All this together will allow you to maintain a given uniform thermal profile of the strip.

Регулирование теплового профиля полосы путем дифференцируемого управляемого охлаждения поверхности рабочих валков в известных технических решениях не обнаружено.The regulation of the thermal profile of the strip by differentiable controlled cooling of the surface of the work rolls in the known technical solutions was not found.

Отличительный признак, характеризующий количество воды, подаваемой в каждой последующей клети по ходу прокатки, на 5-15% меньше количества воды, подаваемой в предыдущей клети, в известных технических решениях не обнаружен. Так как происходит уменьшение площади поперечного сечения от клети к клети по ходу прокатки, данный признак служит для управления равномерным снижением температурного профиля полосы.A distinctive feature characterizing the amount of water supplied in each subsequent stand during rolling is 5-15% less than the amount of water supplied in the previous stand in the known technical solutions was not found. Since there is a decrease in the cross-sectional area from the stand to the stand during rolling, this feature serves to control a uniform decrease in the temperature profile of the strip.

Признак, характеризующий соотношение расхода воды при охлаждении полосы, подаваемой сверху и снизу полосы, известен (см., например, пат. РФ №1817714). Как в известном техническом решении, так и в заявляемом, данный признак позволяет уменьшить разницу в механических свойствах верхней и нижней поверхностей полосы. Вода, попадая на верхнюю поверхность полосы, стекая через кромки, обладает в 2-2,5 раза большей охлаждающей способностью за счет большего времени контакта полосы с водой по сравнению с нижней поверхностью. При большем соотношении с нижней поверхности будет происходить более интенсивное охлаждение, что приведет к появлению перепада механических свойств на верхней и нижней поверхностях полосы.A sign characterizing the ratio of water flow during cooling of the strip supplied from above and below the strip is known (see, for example, Pat. RF No. 1817714). Both in the known technical solution and in the claimed one, this feature allows to reduce the difference in the mechanical properties of the upper and lower surfaces of the strip. Water falling on the upper surface of the strip, flowing through the edges, has 2-2.5 times more cooling ability due to the longer contact time of the strip with water compared to the lower surface. With a larger ratio, more intensive cooling will occur from the lower surface, which will lead to the appearance of a difference in mechanical properties on the upper and lower surfaces of the strip.

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

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК» прокатывали полосу из стали марки 08пс размером 2,3×1670 мм.At the 2000 MMK broadband hot rolling mill, a strip of steel 08ps grade 2.3 × 1670 mm was rolled.

Сляб, нагретый до требуемой температуры, поступает на широкополосный стан горячей прокатки, имеющий в своем составе черновую группу клетей, промежуточный рольганг, чистовой окалиноломатель, чистовую непрерывную группу клетей с устройствами межклетевого охлаждения, а также отводящий рольганг с охлаждающими секциями и две группы моталок. После прокатки в черновой группе клетей широкополосного стана полоса направляется по промежуточному рольгангу в чистовую группу клетей, где полоса одновременно заполняет очаг деформации нескольких клетей. Непосредственно на выходной стороне очага деформации рабочей клети чистовой группы организуется локализация подачи воды на верхнюю и нижнюю поверхности валка таким образом, чтобы часть воды попадала непосредственно на полосу. При этом количество воды, подаваемой снизу полосы, вдвое превышает количество воды, подаваемой сверху. Это осуществляют с помощью определенной конфигурации отбойников воды, установленных непосредственно на валках с выходной стороны клети. В результате на выходе из очага деформации поверхность полосы по всей ширине приобретет температурный профиль, аналогичный тепловому профилю поверхности валка. Вследствие уменьшения площади поперечного сечения от клети к клети по ходу прокатки суммарное количество воды, попадаемой на поверхность полосы от валка в каждой последующей клети по ходу прокатки, уменьшается на 5-9% относительно суммарного количества воды, попадаемой на поверхность полосы от валка каждой предыдущей клети (для выбранного типоразмера).The slab, heated to the required temperature, enters the broadband hot rolling mill, which includes a roughing group of stands, an intermediate roller table, a finishing descaler, a finishing continuous group of stands with inter-cell cooling devices, as well as a discharge roller table with cooling sections and two groups of coilers. After rolling in the draft group of stands of a broadband mill, the strip is directed along the intermediate roller table to the finishing group of stands, where the strip simultaneously fills the deformation zone of several stands. Directly on the output side of the deformation zone of the working stand of the finishing group, localization of water supply to the upper and lower surfaces of the roll is organized so that part of the water falls directly onto the strip. In this case, the amount of water supplied from the bottom of the strip is twice the amount of water supplied from above. This is carried out using a specific configuration of water chippers installed directly on the rolls from the output side of the stand. As a result, at the exit from the deformation zone, the strip surface over the entire width acquires a temperature profile similar to the thermal profile of the roll surface. Due to the reduction of the cross-sectional area from the stand to the stand during rolling, the total amount of water entering the strip surface from the roll in each subsequent stand during rolling decreases by 5-9% relative to the total amount of water falling onto the strip surface from the roll of each previous stand (for the selected size).

После прокатки в последней чистовой клети полоса попадает через отводящий рольганг к моталкам.After rolling in the last finishing stand, the strip passes through the take-up roller table to the coilers.

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

Заявляемый способ может найти широкое применение для производства тонкого горячекатаного подката с регламентируемой формой поперечного сечения на высокопроизводительных станах горячей прокатки. В условиях ограниченного охлаждения поверхности полосы (например, при отсутствии межклетевого охлаждения) на поверхности рабочих валков чистовой группы стана могут появляться критические термические напряжения, приводящие к возникновению трещин пережога. Это существенно снижает производительность стана из-за необходимости частых перевалок. Кроме того, ухудшается качество проката вследствие невозможности управления тепловым профилем полосы в чистовой группе стана. Эти явления можно исключить, формируя заданный температурный профиль, а соответственно геометрические и механические характеристики горячекатаного подката по его ширине путем управления охлаждением полосы посредством охлаждения валка с выходной стороны очага деформации.The inventive method can be widely used for the production of thin hot-rolled steel with a regulated cross-sectional shape on high-performance hot rolling mills. In conditions of limited cooling of the strip surface (for example, in the absence of intercell cooling), critical thermal stresses may appear on the surface of the work rolls of the mill finishing group, leading to burnout cracks. This significantly reduces the productivity of the mill due to the need for frequent transshipments. In addition, the quality of the rental is deteriorating due to the inability to control the thermal profile of the strip in the finishing group of the mill. These phenomena can be eliminated by forming a predetermined temperature profile, and, accordingly, the geometric and mechanical characteristics of the hot rolled strip along its width by controlling the strip cooling by cooling the roll from the output side of the deformation zone.

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

Claims

The method of hot rolling of wide strips with a thickness of mainly 1.5-2.5 mm, including rolling on a broadband mill with simultaneous regulation of the thermal profile of the strip and its subsequent cooling with water on the discharge roller table, characterized in that when rolling in the finishing group of the mill stands, the thermal profile is regulated the strips are carried out by differentiable controlled cooling of the surface of the work rolls with water in width, carried out above and below the stripe directly from the side of its exit from the deformation zone, localization tion of water supply to the surface of the rolls providing contact with a part of water directly onto the strip, the amount of water supplied in each successive downstream rolling stand, is selected from the relation:

S _i-1 = (1.05-1.15) S _i ,

where S _i-1 is the amount of water in the previous stand;

S _i - the amount of water in the subsequent stand,

and the amount of water supplied to the work rolls below the strip is twice the amount of water supplied from above.