SU1391758A1

SU1391758A1 - Способ образовани мотка

Info

Publication number: SU1391758A1
Application number: SU864161535A
Authority: SU
Inventors: Валерий Викторович Костяков; Валерий Леонидович Мазур; Валентин Александрович Тригуб; Александр Николаевич Марков
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-04-30

Abstract

Изобретение относитс к прокат- но1 производству, в частности к способам образовани мотков, преимущественно рулонов гор чекатаной полосы . Цель изобретени - повышение ме- ханическ1гк свойств рулона за счет равномерного распределени температуры по виткам сматываемой полосы. При образовании рулона производ т свертывание полосы в спираль в виде рлс- ход щегос конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002- 1,0025 диаметра предьиушего витка дл полос малых толщин и 1,03-1,04 дл полос больших толщин. При оГфа- зовании спирали производ т наложение кромок последующего витка на предыдущий с шагом, равным 0,005-0,050 щирины полосы. Наложение кромок последующего витка на предыдугрш ведут с гарантированным зазором и перед формованием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формировани ее витков. Лиаметр первого витка в спирали формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. 4 табл. с ifi (Л

Description

со ю

ел

00

Изобретение относитс к прокатному производству, п частности к способам образовани мотков преимущественно рулонов гор чекатаной полосы.

Цель изобретени - повьппение иеха шгческих свойств рулона путем равномерного распределени температуры по виткаг сматываемой полосы.

На чертеже показана схемаобразова ни рулона (где Р - сила сжати спирали , - диаметр первого витка, D - диаметр последующего витка) .

поел

Спираль при свертьгоаиии полосы формируют в виде расход щегос конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка дл полос малых толщин и 1,03-1,04 дл -полос боль- ших толщин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формирование рулона ведут путем сжати силой Р с . двух сторон полученной спираЛи до перекрыти витков по всей ишрине сматываемой полосы. Кроме того, наложение кромок последующего витка на пре ДЫДУ1ЦИЙ ведут с шагом, равным 0,005- 0,050 ширины полосы и наложение кромок осуществл ют с гарантированным зазором, при этом диаметр первог витка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона, а перед форг ированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формировани ее витков.

Количественные значени величины перекрыти витков выбраны из следующих соображений. Шаг наложени последующего витка на предьщущий менее 0,005 пгирины полосы не обеспечивает устойчивого состо ни свернутой полосы в спираль по винтовой линии вследствие восстановлени полосы за счет упругих свойств ее металла . Величина шага наложени последующего витка на предьщущий более 0,050 игирины полосы нецелесообразна, так как происходит значительное перекрытие двух витков, а в месте наложени температура металла и услови охлаждени отличаютс от температуры и условий охлаждени металла без наложени кромок. Кроме того, так как кромки полосы вл ютс наиболее холодн1, участками полос вследствие худших по сравнению с другими уч;и-тками словий (приток тепла идет

0

5

0

5

0

5

О

5

только в одном наггравлении от средних участков, а отток - в трех направле- Hli x: вверх и в сторону - излучением и конвекцией - и вниз - излучением и теплоотдачей роликам рольганг-а и охлаждающей их воде), перекрытие кромок полосы при свертывании ее по винтовой линии с шагом, равн,гм 0,005-0,050 ширины полосы, позвол ет на наи 5олее холодных участках полосы (по ширине полосы) создать услови дл повышени температуры холодных участков до температуры остального металла и тем самым создать услови охлаждени одинаковыми дл всех участков металла полос1)1. Свер- тьгоание полосы в спираль по винтовой линии с незначительным перекрытием кромок витков позвол ет всем виткам свернутой полосы остывать в идентичных услови х и тем самым исключить услови неравномерного остывани витков средней части рулона (по толщине намотки) и наружных и внутренних . Это ведет к повышению механических свойств металла полосы вслед.- ствие равномерного распределени температуры по йиткам сматываемой полосы.

Величины увеличени диаметра последующих витков по отношению к диаметру предыдущего и диаметр первого витка выбирают исход из того, что диаметр барабана разматывател на стане холодной прокатки предусматривает установку на него рулона после гор чей прокатки полос с внутренним диаметром , равным диаметру барабана мотал-- ки стана гор чей прокатки полос или изменение внутреннего диаметра с допуском ±3%. Величина диаметра первого витка, равна 0,975-1,025 от йнутреннего диаметра рулона (который определ етс требованием дл внутреннего диаметра рулона при последующем переделе), обеспечивает как раз допуск j:3%. Например, при диаметре барабана моталки или разматывател 850 мм Д11аметр (в}1утрен- ний) рулона после сжати с двух сторон полученной спирали до перекрыти витков по всей ширине сматываемой полосы составл ет 0,975 х 850 828,75 NfM, 1,025 х 850 871,25 мм, т.е. не выходит за допуск ±25 мм дл внутреннего диаметра рулонов.

При наружном диаметре рулонов 2700 м и внутреннем 850 мм при смотке в рулон полосы толпин8й 2 ми в

рулоне находитс пор дка 450 витков (2700-850):2:2, л при смотке в гу- лон таких же размеров полосы толщиной 30 мм - пор дка 30 витков (2700-850):2:30. Дл рулонов с большим (максимальным) количеством витков (450) диаметр каждого последующего витка в 1,002-1,0025 больше диаметра предыдущего. Так, если диамет первого витка равен 850,NrM, то диаметр последнего витка 850 х 1,002 х X 450 2088 мм или 850 х 1,0025 х X 450 2614,46 мм. Увеличение диаметра последующего витка свыше 1,0025 раз от диаметра предыдущего ведет к тому, что наружньп диаметр рулона после сжати с двух сторон спирали до перекрыти витков по всей ширине сматьтаемой полосы становитс очень большим и дл таких больших рулонов затруднена обработка и перевозка , так как все транспортное и перерабатывающее оборудование рассчитано на рулоны с наружным диаметром не более 2700 мм. Уменьшение диаметра последующего витка менее 1,0020 раз но отношению к диаметру предыдущего также нецелесообразно, так как в этом случае потребуютс значительные уси- ЛИЯ дл сжати полученной спирали в период формировани рулона вследствие возникновени значительных сил трени в месте наложени одного витка на другой и при дальнейшем сжатии полученной спирали до перекрыти вит- ков по всей ширине сматываемой полосы . Аналогично дл рулонов с малым количеством витков (30) нецелесообраз но увеличивать диаметр последующего витка свьп е 1 ,04 диаметра предыдущего вследствие значительных габаритов рулонов и уменьшать диаметр последующего витка ниже 1,03 диаметра

предыдущего вследствие возникновени

значительных сил на контактной поверхности в месте наложени одного витка на другой и при дальнейшем формировании рулона.

Кроме того, дл ускорени процесс остывани свернутой в спираль полосы по винтовой линии предусматриваетс подача во внутреннюю полость спирали охладител по винтовой линии формировани ее витков,Это обеспечивает рав- номерньп отбор тепла.по всей ширине свернутой спирали перед формированием рулона, а также равномерное охлажцение всех витков спирали . Наложение кромок

г о 5 0 5 Q 5

5

гюслед ющего витка на преды утш с i-n- paHTHpoBaHFibiH, зазором нсоПхо,.имо лл того, чтобы при формировании рулона путем сжати спирали с двух сторон до перекрыти витков по HCPII ширииг сматываемой полосьг рулон не Оыи рлгну- щен (т.е. в готовом рулоне но г ри- сутствовали большие зазор) г11 ж,.чу нитками , что при манипул ци х с может привести к порче витко снижению выхода годного листового ро- ката).

Предлагаемьш способ осу цгстч ст- с следуюгцим образом.

Дл реализации способа н(чм1уо П мо уста ювить сразу цосле послелнси клоТИ чистовой группы иГИрОКО О.)

стана гор чей прокатки лнл уг птойстВа: устройство дл СВерТ. ОЛОсы , выход щей из послсд им 1 клети стана в спираль по винтовой , и устройство дл сжати с двух сторон полученной спирали до перекр - Т( по всей ширине смат ваомой .лосы (т.е. дл окончательного ни рулона). Кроме того, C ioco6 предусматривает также наличие ус -ройст- ва дл подачи внутрь спирали охладител по винтовоГ форпировани ее витков. Полоса гор чекатаного металла, В,хол in последней чистовой клети, по лдаст в

устройство дл СВерТЬШа {ИЯ ТОЛОС в

спираль по винтовой линич с тере-кры- тием кромок, с гарантиронл }11.м зазором и с увеличением диаметра каждого последующего витка по к предыдущему. Свертыва П1е 7олос, в Спираль происходит до момента в.хо- да хвостового участка полось из последней клети стана. При -ITOM лиаметр первого витка равен задаваемому дил- метру. После свертьгоани псеп rroJToc. в спираль во внутреннюю полост. полученной спирали осуществл ют 7оллчу охладител по винтовой формировани ее витков. Охла/ит таким образом полученную спира.ль ;io ч. ной температуры, прекра 1ан1т 1оллчу охладител и спираль с дг1ух сторо сжимают с помощью спе1Ц{ал1)1о1 о сжимающего устройства до перекр Т т витков по всей ширине смать лемоГ полосы . Полученрг й таким образом руло) направл етс д,альше дл noc;re:(vi(i nei o передела. Пр1 этом охладит(ми, и не подавать (исход из требоплни

no мехаиичгл ким счшйстпам г отового металла) .

Пример. Прокатывают п гор че состо нии три ncx ioci.r толшиноГт 2 мм и шириноГ 300 мм из стллн 3 сп. Одну полосу сматывают ма моталке-в рулон с пнутренннм диаметром 100 мм и наружным 200 ш, рулон охлаждают на воздухе, вторую свертывают в спи- раль в виде расход щегос конца с диаметром первого витка 100 юл и диаметр ка-Ждо1 о последуюшог о витка увеличивают з 1,0025 раз по отношению к диаметру первого витка, а надо жение кромок последуюп;е1 о витка на предыдущий составл ет 0,05 (1,3 мм) ширины полосы. Полученную спираль охлаждают на воздухе. Трекгью полосу свертывают в спираль с пара етра- ми технологии, аналогичными свертыванию второй гголос,, но охлаждение полученной спирали осуществл ют не . на спокойном воздухе, а путем подачи во внутреннюю полость охладител (ооды) через форсунки с радиальными отвергтм ми, подачу РОДЫ осуществл ют по винтовой линии фор -{ировани витков спирали. В процессе смотки рулона Ь:А моталке между его витков закладывают термопары через определенное количество намотанных витков (дл измерени температуры витков), Всего бьшо установлено термопар (4-е после намотки кaжд)lx 5 витков полосы - S,10,15 и 20 витков и 2-е после намотки первого витка и перед намоткой последнего витка). Температуру соответствующих витков после свертывани полосы в спираль изме- р ют контактной термопарой.

Результаты измерени температуры витков каждой из подос показаны в табл.1.

Вторую и третью полосы затем сжимают с двух сторон до получени перкрыти по всей ширине витков. ГЗкспе ри тента.||ьные даннь е доказывают, что неравномерность распределени температуры по- виткам сматываемой полосы значительно снижаетс согласно предиат аемоьгу способу. Если дл первого рулона разность ге мператур мелд ту крайними витками и средними составттчет в нача/гьный период ох- л.ажлеси 7П°(:, а not ле 1 ч охлажде- ни , го лл второго рулона сог . нас pc;t 1Л1 . cn icofiy она гост 1К iHf T (; р нлч е I xna к;1ени

5 0 5 0 Q

5

0

и 3 с; спуст 1 ч с начала остывани спирали. /Тл третьего рулона неравномерность температуры по виткам подосы также снижаетс до 15 С, в начал ьньп период охлаждени и, кроме того, ускор етс процесс остывани свернутой в спираль полосы до температуры , приемлемой дл дальнейшей обработки рулона. После полного ос- тьгаани всех трех рулонов (первого - спуст 8,5 ч и второго спуст 3 ч) отбирают пробы от XBOCTOBOI I, средней и головной частей смотанной полосы дл проведени механических испытаний .

Результаты механических испытаний опытных рулонов представлены п т а 6j7 . 2 .

Результаты испытаний показывают, что механические свойства металла рулонов полос, произведенных согласно предлагаемому способу, вследствие равног ерного| распределени температуры по виткам смотанной полосы, характеризуютс равномерностью распределени по длине гголос и вслед- . ствие более быстрого ох.даждени свер- HyTofi спирали имеют более высокое значение, чем металл полосы, смотанный в рулон на моталке и характеризующийс неравномерностью распределени температуры по витка- рулона.

Аналогичные исследовани провсхд т при форг-отровании рудона гор чекатаного проката при сиотке полосы толщиной Я мм из стали 3 сп согласно предлагаемому и известному способам. Один рулон сматывают на моталке с внутренним диаметром 100 мм и наружны - 500 NM из попосы 1ШФИНОЙ 300 мм. Втора полоса свернута в спираль в виде расход щегос конуса диаметром первого витка 100 мм и диаметром кaжJд,oгo последующего витка в 1,04 раза больше, чем диаметр nepBortj витка и наложение кромок последующего витка на предыдущий составл ет 0,05 ширины полосы (15 мм), (лтира.пь охлаждают на воздухе. Д.п третье полосы свертьшание в сгп1раль производ т аналогично второй полосе, но охлаждают внутреннюю нсшость водой по винтовой линии формировани ее виткоп в тече1Гие 1 ч, Загем проггзвод г с;;жа- тие второй и третьей гю.юсы л;о iicjie- крыти витков тто все/г ш ригк;.

Экспериментально. о; } еле;те-11ие температуры по виткам (, 1лч Tjfex птц.гшых

рулонов) и механические испытани металла рулонов полос покаэатл в табл.3 и А.

Результаты пеханическнх испытаний полос толщиной 8 им также показывают , WTO достигаетс поставленна цель - повьш е1сие механических свойств путем равномерного распределени температуры по виткам сматываемой полосы . Проведен {ый эксперимент доказывает теХ нолог ическую осуществимость способа и указьгоает на возможность выравнивани распределени тем- gj, витка, равным 1,002-1,0025 диа20

25

пературы по виткам сматываемой полосы и увеличени вследствие этого механических свойств металла полосы.

Технико-экономический эффект от внедрени изобретени по сравнению с базовьпч объектом обеспечиваетс повышением механических свойств готового проката вследствие более равномерного распределени температуры по виткам сматываемой в рулон полосы и их более быстрого охлаждени . Кроме того, применение данного способа в листопрокатных цехах при производстве гор чекатаных полос позвол ет сократить длину отвод щего конвейера, исключить из линии стана моталку дл смотки полос в рулон, увеличить устойчивость рулона к образованию телескопичности, снизить его деформацию в радиальном направле НИИ (дл рулонов, транспортируе агх в горизонтальном положении)и уменьшить продолжительность охлаждени рулонов и, следовательно снизить ка- .., пид-альные затраты на строительство Новых станов гор чей прокатки.

30

.-35

метра предьцтущего витка дл полос Талых толщин и 1,03-1,04 дл полос больших толщин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдуппп, а формирование рулона - путем сжати с обеих сторон полу 1енной спирали до перекрыти витков по всей ширине сматывае мой полосы.

2.Способ ПОП.1, отличаю- щ и и с тем, что наложение кромок последующего витка на предьщущий ведут с шагом, равным 0,005-0,050 ширины полосы.

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формировани ее витков.

4.Способ по П.1, отличающийс тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с гарантированным зазором.

5.Способ поп.1,отличающ и и с тем, что диаметр первого вит ка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона.

Ф о р М у .4 а и ч о О р П т (, и и

1, Способ обра )ова1И{ мотка, преимущественно рулона ropHMOivar/iMofi полосы, включающий свертыпание по.чс)- сы в спираль по винто ой лин1ги ч nri- следующее формирование ру.чопа, п т- л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени механических rnoi icT рулона за счет равномерного распределени температуры по виткам сматываемой полосы, спираль при свертывании полосы формируют в виде расход щегос конуса с диаметром каждого последую20

25

..,

30

35

метра предьцтущего витка дл полос Талых толщин и 1,03-1,04 дл полос больших толщин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдуппп, а формирование рулона - путем сжати с обеих сторон полу 1енной спирали до перекрыти витков по всей ширине сматываемой полосы.

5.Способ поп.1,отличающ и и с тем, что диаметр первого витка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона.

Таблица 1

410425

215230

345 345

115 120

470 260

360 120

450 250

350 120

400 210

350 115

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали принудительна воПримечание: В числителе дана температура витков, спуст 100 с

после окончани прокатки и смотки полос в рулон при- свертьгеании трубу, в знаменателе - температура витков спуст 1 ч с начала охлаждени .

Таблица 2

320

370

420

440

490

530

Продолжение табл.1

295

400

325 450

380

485

390 500

430

545

435 540

Свертьшание полосы в спираль и охлаждение спирали принудительно водой по винтовой линии фор№фовани ее витков

Примечание:

В числителе дана температура витков спуст 100 с после окончани прокатки, в знаменателе - температура витков спуст 1 ч с начала охлаждени .

Таблица

Смотка полосы на варабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе

Свертьшание пшюсы в спираль и охлаждение спирали на воздухе

Свертьгоание полосы в спираль и охлаждение спирали водой

Таблиц л

330 55

325 50

330

55

260

390

310

25

340

460

360

iao

395

510

400

5;ю

Claims

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ образования мотка, преимущественно рулона горячекатаной полосы, включающий свертывание полосы в спираль ид винтовой линии ц последующее формирование рулона, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств рулона за счет равномерного распределения температуры по виткам сматываемой полосы, спираль при свертывании полосы формируют в виде расходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка для полос малых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толщин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формирование рулона - путем сжатия с обеих сторон полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываемой полосы.
2. Способ поп.1, отличающ и й с я тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с шагом, равным 0,005-0,050 ширины полосы.
3. Способ по п.1, о т л и ч а гогд и й с я тем, что перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формирования ее витков.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с гарантированным зазором.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр первого витка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона.

Технология смотки полосы

Смотка полосы на барабане (в рулон) и охлаждение рулона на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждевне спирали на воздухе

Таблица 1

Температура витков в местах установки термопар,’С, 1 начиная с первого, внутреннего витка 15 20 25 5 10 410 425 455 4 70 4 50 400 — — — — — 215 230 245 260 250 210 345 345 355 360 350 350 — — — — — — 115 120 115 120 120 115

1391759

Продолжение табл.1

Технология смотки полосы

Температура витков в местах установки термопар, С, начиная с первого, внутреннего витка

Свертывание поло- сы в спираль и охлаждение спирали принудительно водой по винтовой 275 280 285 · 290 285 280 линии формирования — — — — — — ее витков 23 24 26 23 25 30

Примечание: В числителе дана температура витков, спустя 100 с после окончания прокатки и смотки полос в рулон при· свертывании в трубу, в знаменателе - температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения.

Таблица 2

Технология смотки полос

Смотка полосы на барабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе

Свертывание полосы в спираль' и охлаждение спирали на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали водой

Механические свойства металла полос _ ---------ς__

Средняя часть полосы (виток 15)

Головная часть (виток 1)

Хвостовая часть (виток 25)

--—— _ — —. ... — G н/мм² ^т) 0_н/мм² 6_Tjh/mm² G_B)h/mm² 0, н/мм^?I 1 ---------- ---——--- ______ -------

, , 2 _;н / мм

320 440 295 400 325 450 370 490 380 485 390 500 420 530 430 545 435 540

I 3 91 7 58

Таблиц а

—— ———— — — — —----—----- ------------— — Технология Температур а витков в местах установки тер е юпаг, С. смотки полосы начиная с внутреннего витка 1 5 10 I 15 20 — ς--------------------1 — L------- — __1______ J---------- Смотка полосы на ба- рабане (в рулон) и . 480 510 530 500 4 70 охлаждение рулона — — — — — на воздухе 290 320 340 310 280 Свертывание полосы в спираль и охлажде- 390 400 410 , 420 4 15 ние спирали на воз- — — — — — духе 145 140 150 455 150 Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали принудитель- но водой по винтовой 315 320 330 325 330 линии формирования — — — — — ее витков 50 50 55 50 55 — --------------- ------ __ — —---— — ___——_____ _ ____ ____

Примечание:

В числителе дана температура витков спустя 100 с после окончания прокатки, в знаменателе - температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения.

Таблица 4

Технология смотки

Механические свойства металла полос полос

Головная часть (виток 1)

Средняя часть полосы (виток 10) (7_Т1н/мм* 6_в1н/мм²

Хвостовая часть (виток 20)

G н/мм² т»

Смотка полосы на барабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе 300 420 260 390 310 425 Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали на воздухе 350 470 340 460 360 480 Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали водой 400 520 395 510 400 5 30

1 391 7 58