RU2744406C1 - Охлаждающая балка и процесс охлаждения с переменной скоростью охлаждения для стальных листов - Google Patents

Охлаждающая балка и процесс охлаждения с переменной скоростью охлаждения для стальных листов Download PDF

Info

Publication number
RU2744406C1
RU2744406C1 RU2020115130A RU2020115130A RU2744406C1 RU 2744406 C1 RU2744406 C1 RU 2744406C1 RU 2020115130 A RU2020115130 A RU 2020115130A RU 2020115130 A RU2020115130 A RU 2020115130A RU 2744406 C1 RU2744406 C1 RU 2744406C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
nozzles
cooling device
nozzle
cooling rate
Prior art date
Application number
RU2020115130A
Other languages
English (en)
Inventor
Фредерик ГРОССЕ ЛОРДЕМАНН
Дирк Шмидт
Роман ДЕМЕЛЬ
Original Assignee
Смс Груп Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смс Груп Гмбх filed Critical Смс Груп Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2744406C1 publication Critical patent/RU2744406C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature
    • B21B2261/21—Temperature profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/22—Hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/006—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к охлаждающему устройству (28) с переменной скоростью охлаждения для обработки металлических материалов и способу эксплуатации охлаждающего устройства, в частности для охлаждения стальных листов (22) в толстолистовых прокатных станах, полосовых станах горячей прокатки или линиях термической обработки посредством форсуночного охлаждающего устройства. Охлаждающее устройство состоит по меньшей мере из двух охлаждающих балок (16, 16a, 17, 17a), расположенных как с нижней стороны, так и с верхней стороны поперечно направлению (21) движения металлического листа (22) и посредине между двумя роликами (12, 13, 14) рольганга, и содержит форсуночное охлаждающее устройство, к которому относится множество форсунок (19, 19a) со сплошной струей и множество форсунок (20) со сплошным конусом распыла, причем форсунки (19, 19a) со сплошной струей расположены симметрично относительно форсунок (20) со сплошным конусом распыла. Технический результат - обеспечение возможности как минимальных, так и очень высоких скоростей охлаждения, а также обеспечение максимальной равномерности охлаждения поперечно направлению движения полосы. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к охлаждающему устройству с переменной скоростью охлаждения в толстолистовых прокатных станах, полосовых станах горячей прокатки или линиях термической обработки для обработки металлических материалов. Кроме того, изобретение относится к процессу охлаждения посредством такого охлаждающего устройства.
Конечное качество прокатанных металлических листов в значительной степени определяется первыми этапами пластического деформирования и соответствующим охлаждением. Дефекты, возникшие уже на начальной стадии изготовления листа, на следующих линиях могут быть устранены лишь с большим трудом, или вовсе не могут быть устранены. Таким образом, указанные дефекты оказывают серьезное негативное влияние на качество конечного продукта.
Например, при толстолистовой прокатке стали путь, проходимый прокатом в отношении величин температуры и пластического деформирования, оказывает существенное влияние на механические свойства прокатываемого материала в конце процесса прокатки. Это означает, что механические свойства промежуточного проката или, соответственно, конечного продукта зависят от того, при каких температурах прокатываемый материал был прокатан при соответствующем пропуске.
При так называемой термомеханической прокатке прокатываемого материала процесс прокатки осуществляется таким образом, что прокатываемый материал прокатывается только в определенных допустимых диапазонах температур. Это означает, что пропуски и фазы целевого охлаждения должны чередоваться.
Также распространена практика закалки и последующего отпуска стальных компонентов на линиях термической обработки. Благодаря этому достигается то, что целенаправленно может быть установлена желаемая комбинация прочности и вязкости материала. Эта технология в принципе применяется также при изготовлении стальных листов повышенной прочности на листовых установках, как это описано, например, в EP 1 764 423 A1. В этом случае после нагрева сляба и прокатки до конечной толщины в клети толстолистового стана в процессе множества пропусков в прямом, а затем обратном направлении металлический лист с высокой скоростью охлаждается, например, до температуры в помещении, т.е. осуществляется процесс закалки. Затем следует процесс отпуска, т.е. повторный нагрев полосы, например, до 600°C с последующим повторным охлаждением. Это позволяет гибко изготавливать небольшими партиями металлические листы, имеющие различные свойства.
Кроме того, в полосовом стане горячей прокатки или толстолистовом прокатном стане желательной является возможность установки высоких или низких скоростей охлаждения прокатываемого материала. В этом отношении, например, из EP 2 415 536, EP 2 047 921 или JP 5 123 737 известны охлаждающие устройства, в которых могут быть реализованы высокие скорости охлаждения посредством форсуночного устройства охлаждения водой, или низкие скорости охлаждения путем вентиляторного охлаждения воздухом (вынужденной конвекции).
В обычных системах форсуночного охлаждения к охлаждаемому прокатываемому материалу подводится водяная струя в форме цилиндра. Этот тип охлаждения на определенных участках позволяет достичь очень хороших параметров охлаждения. Однако оказалось, что участки, расположенные в непосредственной близости от охлаждающей струи, при определенных обстоятельствах могут не охлаждаться или охлаждаться в недостаточной мере. В общем, такое водяное охлаждение хорошо работает при большом массовом расходе воды через охлаждающие форсунки. Однако при сравнительно небольшом расходе воды через форсунки проходит недостаточное количество воды. Охлаждение прокатываемого материала происходит неравномерно, неизбежно возникают внутренние напряжения, которые впоследствии приводят к непланшетностям в материале, что в свою очередь негативно влияет на качество конечного продукта. Воздушное охлаждение может быть использовано только при охлаждении со скоростью охлаждения приблизительно до 1 К/с при средней толщине материала. Для марок стали, чувствительных к образованию трещин, требуется скорость охлаждения от 1 до 2 К/с.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать устройство для охлаждающего устройства, благодаря которому возможны как минимальные, так и очень высокие скорости охлаждения, и может быть обеспечена максимальная равномерность охлаждения поперечно направлению движения полосы. Еще одна задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ эксплуатации устройства согласно изобретению.
Исходя из ограничительной части формулы изобретения, эта задача решается в сочетании с отличительными признаками пункта 1 и пункта 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с идеей изобретения для достижения как низкой, так и очень высокой скорости охлаждения с соблюдением максимальной равномерности охлаждения поперечно направлению движения полосы предлагается, что охлаждающее устройство состоит по меньшей мере из двух охлаждающих балок, расположенных как с верхней стороны, так и с нижней стороны поперечно направлению движения полосы и посредине между двумя роликами рольганга, и содержит форсуночное охлаждающее устройство, к которому относится множество форсунок со сплошной струей и множество форсунок со сплошным конусом распыла, причем форсунки со сплошной струей расположены симметрично относительно форсунок со сплошным конусом распыла.
Этим самым в охлаждающей балке в один узел предпочтительным образом могут быть скомбинированы две охлаждающие системы. Благодаря этому отдельные охлаждающие балки могут иметь достаточно компактную конструкцию, занимающую мало места. Дооборудование уже существующего прокатного стана устройством для охлаждения металлических листов может быть осуществлено простым образом, поскольку устройство охлаждения согласно изобретению может быть установлено между двумя рольгангами, причем без необходимости осуществления на рольгангах значительных подгоночных работ. Благодаря симметричному расположению в отдельных охлаждающих балках форсунок со сплошной струей и форсунок со сплошным конусом распыла подача охлаждающей среды в отдельные форсунки также может быть осуществлена симметрично между двумя роликами рольганга.
Здесь следует отметить, что тип форсунки не обязательно должен быть ограничен только форсунками со сплошной струей или сплошным конусом распыла. Возможны и другие типы форсунок или, соответственно, формы подачи, такие как, например, форсунки с полым конусом распыла, плоскоструйные форсунки, U-образные трубки и т.д., комбинации которых также могут быть встроены в охлаждающие балки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления соответствующего изобретению охлаждающего устройства форсунки со сплошной струей могут снабжаться охлаждающей средой таким образом, что в результате прокатываемый металлический лист может охлаждаться с высокой скоростью охлаждения от 5 до 150 К/с, предпочтительно 50 К/с. Кроме того, предусмотрено, что форсунки со сплошным конусом распыла могут снабжаться охлаждающей средой таким образом, что в результате прокатываемый металлический лист может охлаждаться с низкой скоростью охлаждения от менее 1 К/с до 19 К/с.
Кроме того, внутри охлаждающей балки обеспечена возможность переключения в зависимости от потребности и бесступенчато между высокой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошной струей и низкой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошным конусом распыла, так что в результате может быть настроено сплошное перекрытие скоростей охлаждения.
Это имеет то преимущество, что свойства прокатываемого металлического листа могут быть очень точно настроены также посредством охлаждения. Для переключения может быть реализовано весьма небольшое время реакции, так что в зависимости от потребности свойства материала, требуемые заказчиком, могут быть настроены или, соответственно, предварительно настроены посредством управляемого охлаждения уже при прокатке.
Чтобы обеспечить возможность еще более точной и, таким образом, как можно более чувствительной настойки скорости охлаждения, предусмотрено, что в охлаждающей балке как форсунки со сплошным конусом распыла, так и форсунки со сплошной струей могут приводиться в действие и снабжаться охлаждающей средой одновременно или с временным сдвигом и независимо друг от друга.
При этом является преимуществом, если количество и динамическое давление охлаждающей среды для каждой форсунки в охлаждающей балке регулируется индивидуально и в реальном времени.
Для этого предусмотрено, что охлаждение прокатываемого металлического листа осуществляется посредством охлаждения разбрызгиванием охлаждающей среды, причем скорость охлаждения и/или соответствующая необходимая конечная температура регулируется посредством количества жидкости и/или числа соответственно включенных форсунок со сплошной струей и форсунок со сплошным конусом распыла (распылительных форсунок).
В соответствии с предлагаемым способом прокатываемый металлический лист в зависимости от желаемого качества охлаждают с установленной в соответствии с ним скоростью охлаждения посредством охлаждающей среды, направляемой в две охлаждающие балки, расположенные как с нижней стороны, так и с верхней стороны металлического листа и поперечно направлению движения металлического листа, посредине между по меньшей мере двумя роликами рольганга, и при этом охлаждающую среду разбрызгивают на охлаждаемый металлический лист через множество относящихся к охлаждающим балкам форсунок со сплошной струей и форсунок со сплошным конусом распыла, причем в охлаждающих балках форсунки со сплошной струей расположены симметрично относительно форсунок со сплошным конусом распыла.
Кроме того, внутри охлаждающей балки в зависимости от потребности и бесступенчато осуществляют переключение между высокой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошной струей и низкой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошным конусом распыла для настройки тем самым сплошного перекрытия скоростей охлаждения. Для этого количество и динамическое давление охлаждающей среды для каждой форсунки (форсунки со сплошной струей и форсунки со сплошным конусом распыла) в охлаждающей балке необходимо регулировать индивидуально и в реальном времени. Для этого для регулирования скорости охлаждения измеряют по меньшей мере один регулируемый параметр, причем регулируемый параметр может представлять собой конечную температуру прокатываемого металлического листа.
Датчики параметров процесса выдают данные о температуре металлического листа и фактической планшетности. Указанные данные собирают перед охлаждающим устройством и после него, и фактические значения сравнивают с заданными значениями. На основании указанных данных о значениях моделирующий компьютер рассчитывает в реальном времени необходимый для охлаждения тип охлаждения, продолжительность охлаждения и требуемое количество охлаждающей среды в зависимости от желаемого качества материала полосы.
Определенный регулируемый параметр (полученный или измеренный с помощью датчиков параметров процесса), кроме того, может комбинироваться с данными о размере и качестве материала и/или с заданными свойствами, такими как твердость и прочность прокатываемого металлического листа.
Ниже изобретение объясняется более подробно на основе примерного варианта его осуществления и со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах изображено следующее:
фиг. 1 - схематичный вид сбоку в разрезе охлаждающего устройства по изобретению, причем охлаждающее устройство расположено между двумя рольгангами линии прокатки;
фиг. 2 - схематичный вид сбоку в разрезе охлаждающей балки, образующей охлаждающее устройство;
фиг. 3 - графическое представление охлаждающего устройства, которое должно служить в качестве основы для осуществления способа согласно изобретению;
фиг. 4 - детальное графическое представление, показывающее взаимодействие между компьютерной моделью охлаждения и охлаждающим устройством согласно изобретению, изображенным на фиг. 3.
Как показано на фиг. 1, устройство 10 по существу состоит из двух охлаждающих балок 16, 16a и 17, 17a, расположенных друг напротив друга между двумя роликами 12, 13, 14 рольганга. Охлаждающие балки 16, 16a и 17, 17a имеют достаточно компактную конструкцию. Для этого по существу две охлаждающие системы 16 и 17, а также 17a и 17a объединены в охлаждающий узел 18 и 18a.
Предусмотрено, что охлаждающие узлы 18, 18a могут быть объединены друг с другом в сеть и работать синхронно. При этом охлаждающие балки 16, 16a относятся к верхней стороне металлического листа, а охлаждающие балки 17, 17a - к нижней стороне металлического листа.
На фиг. 2 в увеличенном виде показана нижняя охлаждающая балка 17 по фиг. 1, причем охлаждающие балки 16, 16a и 17a выполнены таким же образом.
Кроме того, как показано на фиг. 1 и 2, компактность конструкции обусловлена тем, что по меньшей мере два типа форсунок, в данном случае форсунки 19 со сплошной струей и форсунки 20 со сплошным конусом распыла, расположены и встроены в охлаждающую балку 16, 16a и 17, 17a особым образом. Устанавливается форсуночное охлаждающее устройство, предпочтительно с форсунками 19, 19a со сплошной струей для высокой скорости охлаждения, и форсуночное охлаждающее устройство, предпочтительно с форсунками 20 со сплошным конусом распыла для низкой скорости охлаждения (мягкое охлаждение), посредством которых на металлический лист 22 может быть целенаправленно подаваться охлаждающая среда 29.
При этом форсунки 20 со сплошным конусом распыла расположены в охлаждающей балке 16, 16a и 17, 17a посредине, а форсунки 19, 19a со сплошной струей, на некотором расстоянии и параллельно, рядом с форсунками 20 со сплошным конусом распыла. Предпочтительно форсуночное охлаждающее устройство в охлаждающей балке 16, 16a и 17, 17a расположено поперечно направлению 20 движения металлического листа и по всей ширине прокатываемого металлического листа 22.
На фиг. 3 графически показано управление устройством для охлаждения металлических листов посредством соответствующей изобретению охлаждающей системы 16, 16a и 17, 17a по фиг. 2. В принципе для регулирования охлаждения модель 26 охлаждения может быть снабжена предварительными данными, такими как исходные данные 23 о металлическом листе, заданные свойства 24 металлического листа и фактические свойства 25 металлического листа. Указанные основные данные предназначены для управления охлаждающим устройством 28. Модель 26 охлаждения регулируется посредством значений, воспринятых датчиками 27, 27a. При этом фактические свойства металлического листа 22 перед охлаждением могут быть сравнены с заданными свойствами после охлаждения металлического листа 22. Если заданные свойства не достигаются, в модель охлаждения передаются соответствующие данные, и охлаждающее устройство соответствующим образом подстраивается, как показано на фиг. 4.
В результате этого обеспечивается безопасный и надежный процесс. Охлаждающее устройство может использоваться с максимальной гибкостью. Число ручных вмешательств со стороны обслуживающего персонала уменьшается до минимума благодаря автоматическому управлению посредством моделирующего компьютера.
При этом модель 26 охлаждения постоянно и практически в режиме в реальном времени взаимодействует с охлаждающим устройством 28. Таким образом, возможна модель охлаждения для каждой секции машины. При этом также постоянно сравниваются и при необходимости подстраиваются объемные расходы и фактические данные.
Благодаря этому может быть достигнута максимальная равномерность охлаждения в поперечном и продольном направлении относительно направления движения полосы, при этом могут быть достигнуты скорости охлаждения от самых низких до очень высоких значений.
Благодаря описанной концепции регулирования с максимальной гибкостью может эксплуатироваться, например, толстолистовой прокатный стан, полосовой стан горячей прокатки или линия термической обработки. Это означает, что желаемая скорость охлаждения может быть свободно настроена в любой момент времени и по всей длине машины. Моделирующий компьютер (не показан), управляющий моделью 26 охлаждения, самостоятельно решает, какое применение охлаждения (скорость охлаждения) является необходимым и наиболее экономичным для свойств материала, которые требуется достичь.
Перечень условных обозначений:
10 устройство
12 ролик рольганга
13 ролик рольганга
14 ролик рольганга
16, 16a охлаждающая балка верхняя
17, 17a охлаждающая балка нижняя
18, 18a пара охлаждающих балок
19, 19a форсунки со сплошной струей
20 форсунки со сплошным конусом распыла
21 направление движения металлического листа
22 металлический лист
23 исходные данные о металлическом листе
24 заданные свойства металлического листа
25 фактические свойства металлического листа
26 модель охлаждения
27, 27a датчики
28 охлаждающее устройство
29 охлаждающая среда

Claims (16)

1. Охлаждающее устройство (28) с переменной скоростью охлаждения для обработки стальных материалов, в частности для охлаждения стальных листов (22) в толстолистовых прокатных станах, полосовых станах горячей прокатки или линиях термической обработки, содержащих ролики рольганга, посредством форсуночного охлаждающего устройства, причем охлаждающее устройство состоит по меньшей мере из двух охлаждающих балок (16, 17, 16a, 17a), расположенных как с нижней стороны, так и с верхней стороны поперечно направлению (21) движения металлического листа (22) и посредине между двумя роликами (12, 13, 14) рольганга, и содержит форсуночное охлаждающее устройство, отличающееся тем, что к форсуночному охлаждающему устройству относится множество форсунок (19, 19a) со сплошной струей и множество форсунок (20) со сплошным конусом распыла, причем форсунки (19, 19a) со сплошной струей расположены симметрично относительно форсунок (20) со сплошным конусом распыла.
2. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по п. 1, отличающееся тем, что форсунки (19, 19a) со сплошной струей выполнены с возможностью их снабжения охлаждающей средой (29) таким образом, что в результате обеспечено охлаждение прокатываемого металлического листа (22) с высокой скоростью охлаждения от 5 до 150 К/с, предпочтительно 50 К/с.
3. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по п. 1, отличающееся тем, что форсунки (20) со сплошным конусом распыла выполнены с возможностью их снабжения охлаждающей средой (29) таким образом, что в результате обеспечено охлаждение прокатываемой полосы (22) с низкой скоростью охлаждения от менее 1 до 19 К/с.
4. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что в нем обеспечена не только возможность комбинирования форсунок со сплошной струей и форсунок со сплошным конусом распыла, но и возможность встраивания в охлаждающие балки (16, 17, 16a, 17a) любого типа известных форсунок или, соответственно, форм подачи, таких как плоскоструйные форсунки, форсунки с полым конусом распыла и U-образные трубки.
5. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что внутри охлаждающей балки (16, 16a, 17, 17a) обеспечена возможность переключения в зависимости от потребности и бесступенчато между высокой скоростью охлаждения посредством форсунки (19, 19a) со сплошной струей и низкой скоростью охлаждения посредством форсунки (20) со сплошным конусом распыла, так что в результате обеспечена возможность настройки сплошного перекрытия скоростей охлаждения.
6. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по п. 5, отличающееся тем, что в охлаждающей балке (16, 16a, 17, 17a) как форсунки (20) со сплошным конусом распыла, так и форсунки (19, 19a) со сплошной струей выполнены с возможностью их снабжения охлаждающей средой (29) и их привода в действие одновременно или с временным сдвигом и независимо друг от друга.
7. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по п. 6, отличающееся тем, что обеспечено регулирование количества и динамического давления охлаждающей среды для каждой форсунки (19, 19a) со сплошной струей и форсунки (20) со сплошным конусом распыла в охлаждающей балке (16, 16a, 17, 17a) индивидуально и в реальном времени.
8. Охлаждающее устройство с переменной скоростью охлаждения по п. 7, отличающееся тем, что охлаждение прокатываемого металлического листа (22) обеспечено посредством охлаждения разбрызгиванием охлаждающей среды (29), причем обеспечено регулирование скорости охлаждения и/или соответствующей необходимой конечной температуры посредством количества жидкости и/или числа соответственно включенных форсунок (19, 19a) со сплошной струей и форсунок (20) со сплошным конусом распыла (распылительных форсунок).
9. Способ эксплуатации охлаждающего устройства по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что прокатываемый металлический лист в зависимости от желаемого качества охлаждают с установленной в соответствии с ним скоростью охлаждения посредством охлаждающей среды, направляемой в две охлаждающие балки, расположенные как с нижней стороны, так и с верхней стороны металлического листа и поперечно направлению движения металлического листа, посередине между по меньшей мере двумя роликами рольганга, и
при этом охлаждающую среду разбрызгивают на охлаждаемый металлический лист через множество относящихся к охлаждающим балкам форсунок со сплошной струей и форсунок со сплошным конусом распыла или плоскоструйных форсунок и форсунок с полым конусом распыла, или U-образных трубок,
причем в охлаждающих балках форсунки со сплошной струей или плоскоструйные форсунки расположены симметрично относительно форсунок со сплошным конусом распыла или форсунок с полым конусом распыла, или U-образных трубок.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что внутри охлаждающей балки в зависимости от потребности и бесступенчато осуществляют переключение между высокой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошной струей и низкой скоростью охлаждения посредством форсунки со сплошным конусом распыла, или комбинируют друг с другом форсунки со сплошной струей и форсунки со сплошным конусом распыла, и тем самым настраивают сплошное перекрытие скоростей охлаждения.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что количество и динамическое давление охлаждающей среды для каждой форсунки (19, 19a) со сплошной струей и форсунки (20) со сплошным конусом распыла в охлаждающей балке регулируют индивидуально и в реальном времени.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что для регулирования скорости охлаждения измеряют по меньшей мере один регулируемый параметр, причем регулируемый параметр представляет собой механическое свойство, такое как твердость, или параметр микроструктуры, такой как распределение фаз и размер зерен в металлическом листе.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что регулируемый параметр, кроме того, комбинируют с данными о размере и качестве материала и/или с заданными свойствами, такими как твердость и прочность прокатываемой полосы.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что посредством датчиков параметров процесса собирают данные о температуре полосы и фактической планшетности перед и после охлаждающего устройства, и фактические значения сравнивают с заданными значениями, так что на основании указанных данных о значениях посредством моделирующего компьютера рассчитывают в реальном времени необходимый для охлаждения тип охлаждения, продолжительность охлаждения и количество охлаждающей среды в зависимости от желаемого качества материала полосы.
RU2020115130A 2017-11-21 2018-10-31 Охлаждающая балка и процесс охлаждения с переменной скоростью охлаждения для стальных листов RU2744406C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017127470.7A DE102017127470A1 (de) 2017-11-21 2017-11-21 Kühlbalken und Kühlprozess mit variabler Abkühlrate für Stahlbleche
DE102017127470.7 2017-11-21
PCT/EP2018/079856 WO2019101486A1 (de) 2017-11-21 2018-10-31 Kühlbalken und kühlprozess mit variabler abkühlrate für stahlbleche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744406C1 true RU2744406C1 (ru) 2021-03-09

Family

ID=64051594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115130A RU2744406C1 (ru) 2017-11-21 2018-10-31 Охлаждающая балка и процесс охлаждения с переменной скоростью охлаждения для стальных листов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11484926B2 (ru)
EP (1) EP3713685B1 (ru)
JP (1) JP6960056B2 (ru)
CN (1) CN111386159A (ru)
DE (1) DE102017127470A1 (ru)
RU (1) RU2744406C1 (ru)
WO (1) WO2019101486A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3808466A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-21 Primetals Technologies Germany GmbH Kühleinrichtung mit kühlmittelstrahlen mit hohlem querschnitt
DE102022128358A1 (de) * 2022-10-26 2024-05-02 Sms Group Gmbh Kühlmodul, Kühlgruppe, Kühlsystem, Verfahren, warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt und Verwendung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU378269A1 (ru) * 1970-07-10 1973-04-18 УСТРОЙСТВО дл ОХЛАЖДЕНИЯ листового ПРОКАТА
SU889171A1 (ru) * 1980-04-02 1981-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии Способ охлаждени полосы между клет ми прокатного стана
RU2307718C2 (ru) * 2001-12-20 2007-10-10 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ контролируемой правки и охлаждения широкой металлической полосы, преимущественно стальной полосы или стального листа, выходящей из стана горячей прокатки, и устройство для контролируемой правки и охлаждения широкой металлической полосы, преимущественно стальной полосы или стального листа, выходящей из стана горячей прокатки
RU2346061C2 (ru) * 2003-06-18 2009-02-10 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ и установка для изготовления горячекатаной полосы с двухфазной структурой
EP2361699A1 (de) * 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung eines Blechs mittels einer Kühlstrecke, Kühlstrecke und Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Kühlstrecke
EP2047921B1 (en) * 2007-07-30 2013-02-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Apparatus for cooling hot steel sheet, method of cooling hot steel sheet and program therefor
WO2015113832A1 (de) * 2014-01-31 2015-08-06 Loi Thermprocess Gmbh Einrichtung zum kühlen von platten- oder bahnförmigem blech aus metall und verfahren zur wärmebehandlung

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3300198A (en) * 1963-12-27 1967-01-24 Olin Mathieson Apparatus for quenching metal
JPS5123737B2 (ru) 1973-12-12 1976-07-19
GB1476355A (en) 1974-05-29 1977-06-10 Xerox Corp Resilient arcuate member
BE851381A (fr) * 1977-02-11 1977-05-31 Centre Rech Metallurgique Perfectionnements aux dispositifs de refroidissement des produits lamines metalliques
JPS5947010A (ja) 1982-09-11 1984-03-16 Kobe Steel Ltd 鋼板下面冷却装置
BE900784A (fr) * 1984-10-09 1985-04-09 Centre Rech Metallurgique Dispositif pour refroidir un produit metallique en mouvement et installation en comportant l'apllication.
NL9001462A (nl) * 1990-06-27 1992-01-16 Hoogovens Groep Bv Koelsysteem voor het koelen van een bewegende metaalband.
US5212975A (en) 1991-05-13 1993-05-25 International Rolling Mill Consultants, Inc. Method and apparatus for cooling rolling mill rolls and flat rolled products
DE19758466B4 (de) * 1997-03-11 2007-10-04 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH Planheits-Regelungssystem für Metallband
DE19805377A1 (de) * 1998-02-11 1999-08-12 Schloemann Siemag Ag Spritzbalken bei einer hyldraulischen Entzunderungsanlage
DE19854675C2 (de) * 1998-11-26 2002-09-26 Thyssenkrupp Stahl Ag Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes, insbesondere eies Warmbreitbandes
DE19963186B4 (de) * 1999-12-27 2005-04-14 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Kühlstrecke einer Warmbandstrasse zum Walzen von Metallband und zugehörige Vorrichtung
JP3896094B2 (ja) * 2002-03-25 2007-03-22 新日本製鐵株式会社 厚鋼板の冷却方法および冷却装置
JP2004034109A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 高温鋼材の冷却方法と冷却装置および熱間圧延鋼板の製造方法
KR100642656B1 (ko) * 2002-08-08 2006-11-03 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 열연강대의 냉각장치, 열연강대의 제조방법 및 열연강대의제조라인
JP4427269B2 (ja) 2003-04-15 2010-03-03 新日本製鐵株式会社 幅方向に機械的特性が異なる高張力熱延鋼帯の製造方法
JP4061286B2 (ja) * 2004-04-08 2008-03-12 新日本製鐵株式会社 金属板の冷却装置および冷却方法
JP4214134B2 (ja) * 2004-06-23 2009-01-28 新日本製鐵株式会社 厚鋼板の冷却装置
WO2006004228A1 (ja) 2004-07-07 2006-01-12 Jfe Steel Corporation 高張力鋼板の製造方法
WO2006137187A1 (ja) * 2005-06-23 2006-12-28 Nippon Steel Corporation 厚鋼板の冷却装置
US8012406B2 (en) * 2006-09-12 2011-09-06 Nippon Steel Corporation Method of arranging and setting spray cooling nozzles and hot steel plate cooling apparatus
JP4238260B2 (ja) * 2006-09-19 2009-03-18 新日本製鐵株式会社 鋼板の冷却方法
JP5123737B2 (ja) 2008-05-21 2013-01-23 旭計器工業株式会社 検圧装置の受圧部の成形方法
KR101291832B1 (ko) 2008-07-16 2013-07-31 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 열강판의 냉각 설비 및 냉각 방법
JP4678069B1 (ja) 2009-03-30 2011-04-27 Ｊｆｅスチール株式会社 熱延鋼板の冷却装置
BRPI1011945B1 (pt) * 2009-06-30 2020-11-10 Nippon Steel Corporation aparelho e método de fabricação de uma lâmina de aço laminada a quente
JP5878446B2 (ja) * 2012-09-12 2016-03-08 新日鐵住金株式会社 ノズルヘッダ、冷却装置、熱延鋼板の製造装置、および熱延鋼板の製造方法
FR3024058B1 (fr) * 2014-07-23 2016-07-15 Constellium France Procede et equipement de refroidissement
FR3060021B1 (fr) * 2016-12-14 2018-11-16 Fives Stein Procede et section de refroidissement rapide d'une ligne continue de traitement de bandes metalliques

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU378269A1 (ru) * 1970-07-10 1973-04-18 УСТРОЙСТВО дл ОХЛАЖДЕНИЯ листового ПРОКАТА
SU889171A1 (ru) * 1980-04-02 1981-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии Способ охлаждени полосы между клет ми прокатного стана
RU2307718C2 (ru) * 2001-12-20 2007-10-10 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ контролируемой правки и охлаждения широкой металлической полосы, преимущественно стальной полосы или стального листа, выходящей из стана горячей прокатки, и устройство для контролируемой правки и охлаждения широкой металлической полосы, преимущественно стальной полосы или стального листа, выходящей из стана горячей прокатки
RU2346061C2 (ru) * 2003-06-18 2009-02-10 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ и установка для изготовления горячекатаной полосы с двухфазной структурой
EP2047921B1 (en) * 2007-07-30 2013-02-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Apparatus for cooling hot steel sheet, method of cooling hot steel sheet and program therefor
EP2361699A1 (de) * 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung eines Blechs mittels einer Kühlstrecke, Kühlstrecke und Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Kühlstrecke
RU2562565C2 (ru) * 2010-02-26 2015-09-10 Сименс Акциенгезелльшафт Способ охлаждения листового металла на участке охлаждения прокатного стана, участок охлаждения прокатного стана и устройство управления охлаждением на участке охлаждения прокатного стана
WO2015113832A1 (de) * 2014-01-31 2015-08-06 Loi Thermprocess Gmbh Einrichtung zum kühlen von platten- oder bahnförmigem blech aus metall und verfahren zur wärmebehandlung

Also Published As

Publication number Publication date
EP3713685B1 (de) 2021-05-26
DE102017127470A1 (de) 2019-05-23
US11484926B2 (en) 2022-11-01
WO2019101486A1 (de) 2019-05-31
US20200360976A1 (en) 2020-11-19
EP3713685A1 (de) 2020-09-30
JP6960056B2 (ja) 2021-11-05
JP2021502899A (ja) 2021-02-04
CN111386159A (zh) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2679336C (en) Device for influencing the widthwise temperature distribution
KR100442035B1 (ko) 열간압연스트립을연속적또는비연속적으로압연하기위한생산설비
TWI386261B (zh) 藉由鑄造滾軋而用於製造金屬條帶之方法及裝置
US11072834B2 (en) Continuous-flow cooling apparatus and method of cooling strip therewith
RU2637197C2 (ru) Способ и система для термической обработки рельсов
RU2744406C1 (ru) Охлаждающая балка и процесс охлаждения с переменной скоростью охлаждения для стальных листов
KR20080063493A (ko) 출발 재료의 열간 압연 방법 및 그를 위한 마감 압연트레인
RU2490082C2 (ru) Способ и устройство для регулируемого охлаждения
KR20060018254A (ko) 후강판의 제어냉각방법, 그 제어냉각방법으로 제조된 후강판 및 그 냉각장치
US20120160377A1 (en) Method and device for producing a microalloyed steel, in particular a pipe steel
US20120297849A1 (en) Method for hot-rolling a slab and hot-rolling mill
CN108070699A (zh) 一种钢板辊压式淬火机高压冷却装置和冷却方法
US9643224B2 (en) Device and method for cooling rolled stock
CN110802205A (zh) 一种连铸板坯奥氏体晶粒尺寸的控制方法、装置及产品
KR101159907B1 (ko) 사상 압연기의 온도 제어 장치 및 그 방법
CN101310029A (zh) 用于热轧输入材料的方法和精轧机
US20200377967A1 (en) Steel material cooling device and cooling method
CN113546971A (zh) 用于冷却长材产品的设备及使用所述设备冷却长材产品的方法
RU2701595C1 (ru) Устройство и способ изготовления заготовки заданного типа
KR20110000404A (ko) 사상 압연기의 온도 제어 장치 및 그 방법
RU2487772C2 (ru) Способ охлаждения рабочих валков стана горячей прокатки полосы и устройство для его осуществления
KR101727837B1 (ko) 열연코일의 압연 제어 방법
KR20090104407A (ko) 압연 판재 냉각방법
JPH0768311A (ja) 熱延鋼板の冷却方法及びその装置