RU2399441C1

RU2399441C1 - Pipe to cassette-panel of heat insulation screen of hot-strip mill roller bed

Info

Publication number: RU2399441C1
Application number: RU2009112746/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Хлопонин (RU); Виктор Николаевич Хлопонин; Лилия Григорьевна Дмитриева (RU); Лилия Григорьевна Дмитриева; Алексей Владимирович Дмитриев (RU); Алексей Владимирович Дмитриев; Наталия Олеговна Рахманова (RU); Наталия Олеговна Рахманова
Original assignee: Виктор Николаевич Хлопонин
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-09-20

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is intended for manufacturing of pipes for cassettes - panels of heat insulating screen, having higher resistance to sign-alternating bends in process of operation. Pipe has rectangular box, plate-bottom, fixed to box by means of connection of piano hinges type, and two end walls, besides pipe is filled with heat insulator, and holes are provided in vertical walls of box to tighten pipes when forming cassette-panel. Compensation of difference in heat elongation of upper part and lower part of pipe facing screened metal, is provided by the fact that box is made of two parts hingedly connected to each other on side opposite to plate-bottom, at the same time plate-bottom is arranged as integral for both parts of box. Hinged connection of box parts is arranged by means of connection of piano hinge type.

EFFECT: method is proposed to manufacture pipes for cassettes- panels of heat insulation screen.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству горячекатаного металла в черной металлургии, но в наибольшей мере к полосовым и широкополосовым станам в этой отрасли.The invention relates to the production of hot rolled metal in the steel industry, but to a large extent to strip and broadband mills in this industry.

Теплоизоляционные экраны в последние годы получили широкое распространение в черной металлургии в основном на широкополосовых станах горячей прокатки. Основное их назначение - уменьшение потерь тепла металлом в процессе его передачи по рольгангу из клетей черновой обработки в клети чистовой обработки, уменьшение перепада температуры по длине раската в момент его входа в первую чистовую клеть. В конечном итоге благодаря использованию экранов снижаются расходы на энергию в печах и в процессе обработки металла давлением улучшается качество проката.Thermal insulation screens in recent years have become widespread in the iron and steel industry, mainly on broadband hot rolling mills. Their main purpose is to reduce heat loss by the metal during its transfer along the rolling table from the roughing stands to the finishing stand, and to reduce the temperature drop along the length of the roll at the moment it enters the first finishing stand. Ultimately, thanks to the use of screens, energy costs in furnaces are reduced and the quality of rolled products improves during metal processing.

Известен теплоизоляционный экран, базирующийся на использовании теплоотражательного эффекта (см., например, патент РФ №2122475, В21В 39/00).Known heat-insulating screen based on the use of heat-reflecting effect (see, for example, RF patent No. 2122475, VB 39/00).

Основной недостаток известного теплоизоляционного экрана состоит в отсутствии активного воздействия на теплообмен между прокатываемым металлом и экранами, что делает процесс экономии тепла металлом относительно незначительным. К недостаткам известного экрана следует отнести также относительно низкую их работоспособность.The main disadvantage of the known heat-insulating screen is the absence of an active effect on the heat exchange between the rolled metal and the screens, which makes the process of saving heat by metal relatively insignificant. The disadvantages of the known screen should also include their relatively low performance.

Известна труба к кассете-панели теплоизоляционного экрана рольганга стана горячей прокатки, содержащая две горизонтальные, две вертикальные и две торцевые стенки и заполненная теплоизолятором, при этом одна из горизонтальных стенок прикреплена к вертикальным стенкам посредством соединения типа рояльных петель, при этом обе торцевые стенки трубы являются продолжением горизонтальной стенки, имеющей рояльные петли, не соприкасаются с другими стенками трубы и имеют односторонний выступ за высотный размер трубы (см., например, патент РФ №2234384, B21B 1/26, B23P 6/00 от 27.03.2003 г.).Known pipe to the cassette panel of the insulating screen of the rolling table of the hot rolling mill, containing two horizontal, two vertical and two end walls and filled with a heat insulator, while one of the horizontal walls is attached to the vertical walls by connecting the type of piano loops, while both end walls of the pipe are the continuation of a horizontal wall with piano loops does not touch other walls of the pipe and has a one-sided protrusion beyond the pipe’s height (see, for example, RF patent No. 2234384, B21B 1/26, B23P 6/00 dated 03/27/2003).

Основной недостаток известной трубы к кассете-панели теплоизоляционного экрана состоит в ее применимости только для активных экранов, т.е. экранов, температура отражающей поверхности которых принудительно изменяется.The main disadvantage of the known pipe to the cassette panel of the heat-insulating screen is its applicability only for active screens, i.e. screens whose temperature of the reflecting surface is forced to change.

Известна кассета экрана секций теплосохраняющей установки рольганга полосового стана горячей прокатки, содержащая корпус и ряд прямоугольных труб, наполненных каждая теплоизолятором, закрытых по торцам и плотно набранных на стержни, закрепленные на корпусе, при этом на свободной от контактов горизонтальной стенке труб выполнена продольная прорезь (см., например, патент РФ №2207196, В21В 1/26, F28F 9/20, F16L 59/08 от 27.09.2001 г.).A well-known cassette of the screen of the sections of the heat-saving installation of the rolling table of a hot-strip strip mill, comprising a housing and a series of rectangular pipes, each filled with a heat insulator, closed at the ends and tightly assembled onto rods mounted on the housing, while a longitudinal slot is made on the horizontal pipe wall free of contacts (see ., for example, RF patent No. 2207196, B21B 1/26, F28F 9/20, F16L 59/08 from 09/27/2001).

Известная конструкция кассеты позволяет использовать в работе обе стороны кассеты. Основным ее недостатком является передача аккумулируемого тепла вертикальным стенкам труб, что на 15% снижает эффект экранирования.The known design of the cartridge allows you to use both sides of the cartridge. Its main disadvantage is the transfer of accumulated heat to the vertical walls of the pipes, which reduces the shielding effect by 15%.

Известен теплоизоляционный экран, базирующийся на эффекте теплоаккумулирования тепла экраном по мере прохождения под ним горячего металла [см., например, патент №1671384 (РФ) В21В 1/26, F28F 9/20]. Экран выполнен в виде секций, которые укомплектованы кассетами-панелями, которые, в свою очередь, в качестве рабочего инструмента - панелей-отражателей тепла - содержат ряд прямоугольных труб, плотно набранных с помощью стяжных стержней.Known heat-insulating screen, based on the effect of heat accumulation of heat by the screen as a hot metal passes under it [see, for example, patent No. 1671384 (RF) B21B 1/26, F28F 9/20]. The screen is made in the form of sections, which are equipped with cassette panels, which, in turn, as a working tool - heat reflecting panels - contain a number of rectangular pipes tightly dialed with tie rods.

Труба к кассете-панели теплоизоляционного экрана рольганга стана горячей прокатки содержит прямоугольный короб, пластину-дно, прикрепленную к коробу посредством соединения типа рояльные петли, и две торцевые стенки, при этом в вертикальных стенках предусмотрены отверстия для стягивания труб при формировании кассеты-панели и труба заполнена теплоизолятором.The pipe to the cassette-panel of the heat-insulating screen of the rolling table of the hot rolling mill contains a rectangular box, a bottom plate attached to the box by means of a piano-type loop connection, and two end walls, with holes for tightening the pipes in the vertical walls when forming the panel-cassette and pipe filled with heat insulator.

По совокупности существенных признаков указанная труба наиболее близка предлагаемой, поэтому принята за прототип.In the aggregate of essential features, the specified pipe is the closest to the proposed, therefore, taken as a prototype.

Основной недостаток известной трубы, из набора которых монтируется кассета-панель, а из них сами секции теплоизоляционного экрана, состоит в том, что их применение не решает проблемы разницы в тепловом удлинении верхней и нижней, обращенной к экранируемому металлу, частей трубы. Отсутствие решения этой проблемы в известной трубе приводит к знакопеременным изгибам трубы, что в совокупности с высокими температурами работы существенно снижает ее работоспособность.The main disadvantage of the known pipe, from the set of which the cassette-panel is mounted, and of which the sections of the heat-insulating screen themselves, is that their application does not solve the problem of the difference in thermal elongation of the upper and lower parts of the pipe facing the shielded metal. The absence of a solution to this problem in the known pipe leads to alternating bending of the pipe, which, combined with high operating temperatures, significantly reduces its performance.

Последнее не позволяет в полной мере использовать дорогостоящий жаростойкий сплав, из которого изготовлены трубы, снижает соответственно экономические показатели экранирующей установки.The latter does not allow the full use of the expensive heat-resistant alloy from which the pipes are made, respectively, reduces the economic performance of the shielding installation.

Предлагаемая труба к кассете-панели теплоизоляционного экрана рольганга стана горячей полосовой прокатки свободна от указанного недостатка. В ней устранено явление ускоренного разрушения труб из-за отмеченных знакопеременных нагрузок, вызванных тепловыми удлинениями. Тем самым устранен один из существенных факторов, снижающих работоспособность труб, образующих кассеты-панели теплоизоляционного экрана.The proposed pipe to the cassette panel of the heat-insulating screen of the rolling table of the hot strip rolling mill is free from this drawback. It eliminated the phenomenon of accelerated pipe failure due to marked alternating loads caused by thermal elongations. This eliminated one of the significant factors that reduce the operability of the pipes forming the cassette panels of the heat-insulating screen.

Перечисленные технические результаты достигаются за счет того, что в известной трубе к кассете-панели теплоизоляционного экрана стана горячей полосовой прокатки, содержащей прямоугольный короб, пластину-дно, прикрепленную к коробу посредством соединения типа рояльные петли, и две торцевые стенки, при этом в вертикальных стенках короба предусмотрены отверстия для стягивания труб при формировании кассеты-панели и труба заполнена теплоизолятором, согласно изобретению короб выполнен из двух частей, шарнирно соединенных между собой на стороне, противоположной пластине-дну, при этом пластина-дно выполнена единой для обеих частей короба. При этом шарнирное соединение выполнено посредством соединения типа рояльные петли.These technical results are achieved due to the fact that in the known pipe to the cassette panel of the heat-insulating screen of the hot strip rolling mill, comprising a rectangular box, a bottom plate attached to the box by means of a piano-type loop connection, and two end walls, while in vertical walls holes are provided for tightening the pipes when forming the cassette-panel and the pipe is filled with a heat insulator, according to the invention, the box is made of two parts pivotally connected to each other on the orone opposite the bottom plate, while the bottom plate is made uniform for both parts of the box. In this case, the swivel connection is made by means of a connection such as piano loops.

Труба к кассете-панели теплоизоляционного экрана стана горячей полосовой прокатки пояснена фиг.1-3.The pipe to the cassette panel of the heat-insulating screen of the hot strip rolling mill is illustrated in FIGS. 1-3.

На фиг.1 показана труба к кассете-панели; на фиг.2 - вид по А на фиг.1; на фиг.3 - вид по Б на фиг.1.Figure 1 shows the pipe to the cassette panel; figure 2 is a view along a in figure 1; figure 3 is a view according to B in figure 1.

Труба к кассете-панели содержит два прямоугольных короба 1 и 2 и единую для обоих коробов пластину-дно 3 (фиг.1 и 2). Пластина-дно 3 соединена с вертикальными стенками 4 коробов 1 и 2 с помощью соединения 5 типа рояльные петли. С торцов трубу закрывают торцевые стенки 6. Между собой короба 1 и 2 на противоположной от пластины-дна 3 стороне 7 соединены шарнирно. Шарнирное соединение 8 предпочтительно выполняют в виде соединения типа рояльные петли. В вертикальных стенках 4 выполнены отверстия 9 для стягивания труб с помощью стержней 10 при формировании кассеты-панели. Ширина В (диаметр D) отверстий 9 примерно на 5 мм превышает диаметр d стягивающих стержней 10 (фиг.1). Труба заполнена теплоизолятором (мулиток-ремнеземистой ватой) 11.The pipe to the cassette-panel contains two rectangular boxes 1 and 2 and a single bottom plate 3 for both boxes (Figs. 1 and 2). The bottom plate 3 is connected to the vertical walls of 4 boxes 1 and 2 by means of a connection of type 5 piano loops. End walls 6 are closed from the ends of the pipe. Between them, boxes 1 and 2 on the side 7 opposite from the bottom plate 3 are hinged. Swivel 8 is preferably in the form of a connection such as a piano loop. In the vertical walls 4, holes 9 are made for tightening the pipes with the help of rods 10 when forming the panel-cassette. The width B (diameter D) of the holes 9 is approximately 5 mm larger than the diameter d of the tightening rods 10 (FIG. 1). The pipe is filled with a heat insulator (mullet-belt-wool) 11.

Труба к кассете-панели работает следующим образом (работа трубы рассматривается отдельно от кассеты-панели и от секции теплоизоляционного экрана, т.к. сущность работы трубы после ее установки в кассету-панель с помощью стержней 10, а последней в секцию экранов не меняется).The pipe to the cassette-panel works as follows (the work of the pipe is considered separately from the cassette-panel and from the section of the heat-insulating screen, because the essence of the work of the pipe after it is installed in the cassette-panel using rods 10, and the latter does not change in the screen section) .

Набор труб с помощью стержней 10 стягивают и подвешивают к несущему корпусу кассеты-панели, образуя кассету-панель. Последнюю устанавливают в секции теплоизоляционного экрана с расположением продольных осей труб вдоль направления перемещения теплоизолируемого металла (вдоль рольганга). При этом в кассете-панели пластина-дно 3 обращена к проходящему горячему металлу.A set of pipes with the help of rods 10 is pulled together and suspended from the supporting body of the cassette panel, forming a cassette panel. The latter is installed in the section of the heat-insulating screen with the longitudinal axis of the pipes along the direction of movement of the insulated metal (along the roller table). At the same time, in the cassette-panel, the bottom plate 3 faces the passing hot metal.

В процессе прохождения горячего металла под секциями теплоизоляционного экрана происходит разогрев пластины-дна 3 до уровня температур порядка 900…980°С. Теплоизолирующая вата 11 аккумулирует часть этого тепла. Этим теплом охватывается также нижняя часть вертикальных стенок 4 трубы, контактирующих с пластиной-дном 3. При отсутствии горячего металла под секциями теплоизоляционного экрана происходит охлаждение пластины-дна 3. Степень охлаждения пластины-дна 3 зависит от паузы прокатки (временного интервала между штуками металла), и при паузе порядка 20 с температура пластины-дна 3 снижается на 250…300 град. При больших временных интервалах между штуками металла (например, при переходе на прокатку другого типоразмера полос или другой марки стали в течение перевалки валков и др.) пластина-дно 3 охлаждается вплоть до уровня температуры, близкой к температуре в цехе.In the process of passing hot metal under the sections of the heat-insulating screen, the bottom plate 3 is heated to a temperature level of about 900 ... 980 ° C. Thermal insulation wool 11 accumulates part of this heat. This heat also covers the bottom of the vertical walls 4 of the pipe in contact with the bottom plate 3. In the absence of hot metal under the sections of the heat-insulating screen, the bottom plate 3 is cooled. The degree of cooling of the bottom plate 3 depends on the rolling pause (time interval between pieces of metal) , and with a pause of about 20 s, the temperature of the bottom plate 3 decreases by 250 ... 300 degrees. At large time intervals between pieces of metal (for example, when switching to rolling a different size of strips or a different steel grade during transshipment of rolls, etc.), the bottom plate 3 cools down to a temperature close to the temperature in the workshop.

Противоположная пластине-дну 3 сторона 7 коробов трубы при интенсивном процессе прокатки (паузе ≤20 с) нагревается до температуры порядка 600…650°С.The opposite side of the bottom plate 3, the side of the 7 ducts during the intensive rolling process (pause ≤20 s) is heated to a temperature of about 600 ... 650 ° C.

Таким образом нижняя часть каждой трубы вместе с пластиной-дном 3 в процессе работы теплоизолирующих экранов из-за нагрева всегда удлиняется на большую величину, чем противоположная часть трубы со стороной 7. В результате в пластине-дне и нижних частях вертикальных стенок 4 возникают знакопеременные нагрузки (напряжения), которые совместно с высокими температурами нагрева пластины-дна 3 ускоряют разрушение (в том числе «выгорание») пластины-дна 3, т.е. снижают работоспособность трубы в целом.Thus, the lower part of each pipe together with the bottom plate 3 during operation of the heat-insulating screens due to heating always lengthens by a larger amount than the opposite part of the pipe with side 7. As a result, alternating loads occur in the bottom plate and the lower parts of the vertical walls 4 (stresses), which together with high heating temperatures of the bottom plate 3 accelerate the destruction (including “burnout”) of the bottom plate 3, i.e. reduce the performance of the pipe as a whole.

Исполнение трубы из двух коробов 1 и 2, шарнирно соединенных на стороне 7, противоположной единой пластине-дну 3, устраняет формирование указанных знакопеременных напряжений. Устранение этих напряжений происходит благодаря возможности поворота частей труб относительно отмеченного шарнирного соединения 8 (см. пунктир на фиг.1). Возможность описанного поворота частей трубы дополнительно обеспечивается благодаря наличию зазоров в соединении 5 типа рояльные петли, а также соотношению В>d (и D>d) на фиг.1 между стягивающими стержнями 10 и отверстиями 9 в вертикальных стенках 4 коробов 1 и 2.The execution of the pipe from two boxes 1 and 2, pivotally connected on the side 7, opposite the single plate-bottom 3, eliminates the formation of these alternating stresses. The elimination of these stresses is due to the possibility of rotation of the pipe parts relative to the marked swivel 8 (see the dotted line in figure 1). The possibility of the described rotation of the pipe parts is additionally ensured by the presence of gaps in the connection 5 of the type of piano loops, as well as the ratio B> d (and D> d) in Fig. 1 between the tightening rods 10 and the holes 9 in the vertical walls 4 of the boxes 1 and 2.

Предпочтительно исполнение шарнирного соединения 8 двух коробов 1 и 2 с образованием короба трубы в виде соединения типа рояльные петли. Такое соединение коробов 1 и 2 компактно и не увеличивает размер трубы по высоте, что важно при образовании кассет-панелей и установке их в секцию теплоизолирующих экранов. Известно, что увеличение размера труб по высоте уменьшает расстояние между движущимся горячим металлом и пластиной-дном 3, в результате возрастает вероятность разрушения трубы из-за удара металлом.It is preferable to make a swivel joint 8 of two boxes 1 and 2 with the formation of a pipe box in the form of a connection like a piano loop. Such a connection of boxes 1 and 2 is compact and does not increase the pipe size in height, which is important when forming cassette panels and installing them in a section of heat-insulating screens. It is known that increasing the size of the pipes in height reduces the distance between the moving hot metal and the bottom plate 3, as a result, the probability of pipe destruction due to a metal impact increases.

Применение предложенной трубы к кассете панели теплоизоляционного экрана стана горячей полосовой прокатки удлиняет срок службы трубы между периодами ее полной замены. Последнее дополнительно улучшает технико-экономические показатели применения кассет секций теплоизоляционных экранов на рольгангах станов горячей полосовой прокатки.The application of the proposed pipe to the cassette of the panel of the heat-insulating screen of the hot strip mill extends the life of the pipe between periods of its complete replacement. The latter further improves the technical and economic indicators of the use of cassettes of sections of heat-insulating screens on the live rolls of hot strip rolling mills.

Claims

1. The pipe of the cassette-panel of the heat-insulating screen of the rolling table of a hot strip rolling mill, comprising a rectangular box filled with a heat insulator, a bottom plate attached to the box by means of a piano-type loop connection, and two end walls, with holes for tightening the pipes in the vertical walls of the box forming a cassette-panel, characterized in that the box is made of two parts, pivotally connected to each other on the side opposite to the bottom plate, and the bottom plate is made uniform for both astey box.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that the hinged connection of the parts of the box is made by connecting a type of piano loops.