RU2201461C1

RU2201461C1 - Line for cooling coiled strip after annealing

Info

Publication number: RU2201461C1
Application number: RU2002109772A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Урцев; Д.М. Хабибулин; А.В. Капцан; В.Ю. Штоль
Original assignee: Урцев Владимир Николаевич; Хабибулин Дим Маратович; Капцан Анатолий Виленович; Штоль Вадим Юрьевич
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely rolling shops of metallurgical plants. SUBSTANCE: line for cooling coiled strip includes arranged in technological order: mechanism for uncoiling coils; system for final cooling in the form of lower and upper pairs of water cooled rollers mounted with possibility of mutual vertical motion and with possibility of moving rollers of each pair along lengthwise axis of system; drawing rollers; skin pass rolling mill and coiler. EFFECT: increased rate and uniformness of cooling strip, stable temperature-deformation mode of skin pass rolling mill, lowered production areas due to increased value of specific heat removal. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в прокатных цехах металлургических заводов, а именно в линиях для охлаждения рулонной полосы после отжига в колпаковой печи. The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used in rolling shops of metallurgical plants, namely in the lines for cooling the roll strip after annealing in a bell furnace.

Известна линия для охлаждения рулонной полосы, содержащая установленные в технологической последовательности отжиговую колпаковую печь с установкой ускоренного охлаждения, секцию окончательного охлаждения рулонов в виде специального участка окончательного охлаждения, механизм размотки рулонов и дрессировочный стан (В. Н. Аптерман, Е.Г. Двейрин, В.М. Тымчак. Колпаковые печи. - Металлургия, 1965, с. 165-183). A known line for cooling a roll strip, containing an annealing bell furnace installed in a technological sequence with an accelerated cooling unit, a section for the final cooling of rolls in the form of a special section for final cooling, an unwinding mechanism for rolls and a temper mill (V.N. Afterman, E.G. Dveyrin, V.M. Tymchak, Bell-type furnaces. - Metallurgy, 1965, p. 165-183).

Процесс охлаждения после отжига в колпаковых печах является длительной операцией, т. к. продолжительность операции охлаждения рулонов в секции окончательного охлаждения перед дрессировкой для достижения температуры 40^oС занимает от 40 до 60 ч. Это приводит к увеличению производственных площадей перед дрессировкой.The cooling process after annealing in bell-type furnaces is a long operation, because the duration of the cooling operation of the coils in the final cooling section before training to reach a temperature of 40 ^o C takes from 40 to 60 hours. This leads to an increase in production space before training.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является линия для охлаждения холоднокатаной рулонной полосы после отжига в колпаковых печах, содержащая установленные в технологической последовательности механизм размотки рулонов, секцию окончательного охлаждения рулонной полосы в виде петлевой ямы со спрейерами и расположенным над петлевой ямой подъемным столом, тянущие ролики, дрессировочный стан и моталку (а.с. СССР 827568, кл. C 21 D 9/48, С 21 D 1/84, опубл. 07.05.81). The closest analogue of the claimed invention is a line for cooling a cold rolled coil strip after annealing in bell furnaces, containing a coil unwinding mechanism installed in the technological sequence, a coil strip final cooling section in the form of a loop pit with sprayers and a lifting table located above the loop pit, pulling rollers, a training dog mill and coiler (a.s. of the USSR 827568, class C 21 D 9/48, C 21 D 1/84, publ. 07.05.81).

Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: установленные в технологической последовательности механизм размотки рулонов, секция окончательного охлаждения, тянущие ролики, дрессировочный стан и моталка. Signs of the closest analogue that coincide with the essential features of the claimed invention: the roll unwinding mechanism installed in the technological sequence, the final cooling section, pulling rollers, a temper mill and winder.

Известное устройство не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам. The known device does not provide the desired technical result for the following reasons.

Секция окончательного охлаждения рулонной полосы со спрейерами не обеспечивает равномерности охлаждения по толщине, ширине и длине полосы из-за локальной подачи охладителя на поверхность металла, что приводит к температурным перепадам и, как следствие, к значительной поводке и короблению металла (волнистости и коробоватости полосы). При последующей дрессировке наличие дефектов не позволяет выдержать необходимую величину обжатия, предупредить появление линий сдвига, что в свою очередь даже после правки на роликовых и растяжных правильных машинах не обеспечивает требуемое высокое качество, предъявляемое к плоскостности полосы. Низкая величина удельного теплосъема приводит к низкой скорости охлаждения (10-50^oС/с), увеличивает длительность охлаждения и требует значительных производственных площадей. Охладитель имеет прямой контакт с поверхностью металла и выступает как дополнительная смазка при дрессировке, что отрицательно сказывается на состоянии поверхности валков дрессировочного стана и приводит к появлению поверхностных дефектов из-за их окисления, приводящему к ухудшению чистоты поверхности металла после дрессировки, а попадание влаги в рулоны к дальнейшей коррозии металла на складе. Неравномерное охлаждение полосы приводит к неравномерным обжатиям холоднокатаного метала, что приводит к неодинаковым вытяжным характеристикам отдельных участков полосы.The final cooling section of the roll strip with sprayers does not provide uniform cooling across the thickness, width and length of the strip due to the local supply of the cooler to the metal surface, which leads to temperature differences and, as a result, to a significant leash and warpage of the metal (waviness and warping of the strip) . During subsequent training, the presence of defects does not allow to withstand the necessary amount of compression, to prevent the appearance of shear lines, which, in turn, even after dressing on roller and stretching straightening machines does not provide the required high quality for flatness of the strip. The low specific heat removal results in a low cooling rate (10-50 ^o C / s), increases the cooling time and requires significant production areas. The cooler has direct contact with the metal surface and acts as an additional lubricant during training, which negatively affects the surface of the rolls of the temper mill and leads to the appearance of surface defects due to their oxidation, which leads to a deterioration in the cleanliness of the metal surface after training, and moisture gets into the rolls further corrosion of the metal in the warehouse. Uneven cooling of the strip leads to uneven compression of cold-rolled metal, which leads to unequal exhaust characteristics of individual sections of the strip.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования линии для охлаждения рулонной полосы после отжига, в котором за счет повышения величины удельного теплосъема обеспечивается повышение скорости и равномерности охлаждения полосы и стабильность температурно-деформационного режима дрессировочного стана при уменьшении производственных площадей. The basis of the invention is the task of improving the line for cooling the roll strip after annealing, in which by increasing the specific heat removal, the speed and uniformity of cooling of the strip and the stability of the temperature-deformation mode of the temper mill are reduced while the production areas are reduced.

Поставленная задача решается тем, что в линии для охлаждения рулонной полосы после отжига, содержащей установленные в технологической последовательности механизм размотки рулонов, секцию окончательного охлаждения, тянущие ролики, дрессировочный стан и моталку, по изобретению секция окончательного охлаждения выполнена в виде установленных с возможностью взаимного вертикального перемещения нижней и верхней пары водоохлаждаемых роликов и с возможностью перемещения роликов каждой пары вдоль продольной оси секции. The problem is solved in that in the line for cooling the roll strip after annealing, containing the roll unwinding mechanism, the final cooling section, the pulling rollers, the temper mill and the coiler installed in the technological sequence, according to the invention, the final cooling section is configured as installed with the possibility of mutual vertical movement lower and upper pairs of water-cooled rollers and with the possibility of moving the rollers of each pair along the longitudinal axis of the section.

На чертеже представлена общая схема предлагаемой линии для охлаждения рулонной полосы после отжига. The drawing shows a General diagram of the proposed line for cooling the roll strip after annealing.

Линия для охлаждения рулонной полосы размещена в технологической последовательности после колпаковой печи 1 и секции 2 охлаждения рулонов. Линия содержит установленные в технологической последовательности механизм 3 размотки рулонов, секцию окончательного охлаждения, поддерживающие ролики 4, тянущие ролики 5, дрессировочный стан 6 и моталку 7. Секция окончательного охлаждения выполнена в виде установленных с возможностью взаимного вертикального перемещения нижней и верхней пары водоохлаждаемых роликов 8 и с возможностью перемещения роликов каждой пары вдоль продольной оси секции. Бочки водоохлаждаемых роликов 8 выполнены из материала с заданной теплоемкостью, обеспечивающего заданный теплосъем с элементарного линейного участка поверхности бочки водоохлаждаемого ролика, что позволяет вести процесс охлаждения полосы в стационарном режиме. Установка верхней и нижней пар водоохлаждаемых роликов с возможностью перемещения роликов каждой пары вдоль продольной оси секции позволяет производить регулировку теплосъема в зависимости от скорости задачи полосы на дрессировку за счет изменения площади контакта полосы с поверхностью бочки водоохлаждаемых роликов, т.е. изменения охвата водоохлаждаемой поверхности ролика полосой, обеспечивая заданную скорость охлаждения, равномерность охлаждения полосы по ширине, длине и сечению. The line for cooling the roll strip is placed in the technological sequence after the bell furnace 1 and section 2 of the cooling rolls. The line contains a roll unwinding mechanism 3 installed in a technological sequence, a final cooling section, supporting rollers 4, pulling rollers 5, a training mill 6 and a winder 7. The final cooling section is made in the form of vertically mounted lower and upper pairs of water-cooled rollers 8 and with the ability to move the rollers of each pair along the longitudinal axis of the section. Barrels of water-cooled rollers 8 are made of material with a given heat capacity, providing a given heat removal from an elementary linear portion of the surface of the barrel of a water-cooled roller, which allows the process of cooling the strip in a stationary mode. The installation of the upper and lower pairs of water-cooled rollers with the possibility of moving the rollers of each pair along the longitudinal axis of the section allows you to adjust the heat removal depending on the speed of the strip task for training by changing the contact area of the strip with the surface of the barrel of water-cooled rollers, i.e. changes in the coverage of the water-cooled surface of the roller by a strip, providing a predetermined cooling rate, uniformity of cooling of the strip in width, length and cross section.

Взаимное вертикальное перемещение нижней и верхней пары водоохлаждаемых роликов 8 и возможность перемещения роликов каждой пары вдоль продольной оси секции позволяет компенсировать возникающие термические напряжения при охлаждении полосы по длине и ширине, стабилизировать геометрию полосы, тем самым обеспечивая надежный контакт охлаждающей и охлаждаемой поверхностей. Mutual vertical movement of the lower and upper pairs of water-cooled rollers 8 and the ability to move the rollers of each pair along the longitudinal axis of the section can compensate for the thermal stresses that occur when cooling the strip along the length and width, stabilize the geometry of the strip, thereby ensuring reliable contact between the cooling and cooled surfaces.

Линия для охлаждения рулонной полосы работает следующим образом. The line for cooling the roll strip operates as follows.

После отжига в колпаковой печи 1 рулоны полосы передаются краном в секцию 2 охлаждения рулонов, где они подстуживаются до температуры около 100^oС. Далее рулоны подаются к механизму 3 размотки рулонов, насаживаются на него и передний конец полосы задается в тянущие ролики 5 головной части секции окончательного охлаждения. Затем в работу включается секция окончательного охлаждения и полоса с помощью поддерживающих роликов 4 и внутренних тянущих роликов 5 протягивается в межроликовом пространстве осевой части секции окончательного охлаждения к тянущим роликам 5 дрессировочного стана 6, передний конец полосы проходит через клети стана и фиксируется на моталке 7. После фиксации полосы в секции окончательного охлаждения включается в работу механизм огибания полосы (на чертеже не показан) о водоохлаждаемые ролики 8. Происходит взаимное вертикальное перемещение верхней и нижней пар водоохлаждаемых роликов 8 (нижней пары вверх, а верхней пары вниз) до тех пор, пока верхняя поверхность верхней пары водоохлаждаемых роликов и нижняя поверхность нижней пары водоохлаждаемых роликов не пересекут продольную осевую линию секции окончательного охлаждения. Затем происходит взаимное сближение водоохлаждаемых роликов 8 каждой пары в горизонтальном направлении до тех пор, пока расстояние между поверхностями водоохлаждаемых роликов не станет равным 50 мм. При этом увеличивается поверхность контакта полосы с водоохлаждаемыми роликами 8, что повышает величину удельного теплосъема, обеспечивая повышение скорости и равномерности охлаждения полосы. Водоохлаждаемые ролики 8 способны охладить полосу со скоростью от 300^oС/с (для полосы толщиной 1-3 мм) и до 400^oС/с (для полосы менее 1 мм). Время охлаждения полосы от 100 до 40^oС толщиной 1-3 мм составляет 0,2 с, а полосы менее 1 мм - 0,15 с, что обеспечивает подачу полосы в дрессировочнй стан с температурой не более 40^oС. Полоса, охлаждаясь с помощью водоохлаждаемых роликов 8, задается в процесс дрессировки с температурой не более 40^oС, что исключает действие механизма деформационного старения при дрессировке при повышенных температурах и стабильность температурно-деформационного режима дрессировочного стана при значительном снижении общего времени производства полосовой стали и сокращении производственных площадей.After annealing in the bell furnace 1, the strip rolls are transferred by a crane to the roll cooling section 2, where they are pulled to a temperature of about 100 ^o C. Then the rolls are fed to the roll unwinding mechanism 3, are mounted on it and the front end of the strip is set into the pulling rollers 5 of the section head final cooling. Then, the final cooling section is turned on and the strip, with the help of supporting rollers 4 and internal pulling rollers 5, is stretched in the inter-roller space of the axial part of the final cooling section to the pulling rollers 5 of the training mill 6, the front end of the strip passes through the mill stands and is fixed on the winder 7. After the fixing of the strip in the final cooling section, the mechanism for enveloping the strip (not shown) is turned on by water-cooled rollers 8. Mutual vertical movement occurs e of the upper and lower pairs of water-cooled rollers 8 (lower pair up and the upper pair down) until the upper surface of the upper pair of water-cooled rollers and the lower surface of the lower pair of water-cooled rollers cross the longitudinal center line of the final cooling section. Then there is a mutual rapprochement of the water-cooled rollers 8 of each pair in the horizontal direction until the distance between the surfaces of the water-cooled rollers is 50 mm. This increases the contact surface of the strip with water-cooled rollers 8, which increases the specific heat removal, providing an increase in the speed and uniformity of cooling of the strip. Water-cooled rollers 8 are able to cool the strip at a speed of 300 ^o C / s (for a strip with a thickness of 1-3 mm) and up to 400 ^o C / s (for a strip less than 1 mm). The cooling time of the strip from 100 to 40 ^o With a thickness of 1-3 mm is 0.2 s, and strip less than 1 mm - 0.15 s, which ensures the supply of the strip in the temper mill with a temperature of not more than 40 ^o C. The strip, cooling with via water cooled roller 8 is set in the training process at a temperature not more than 40 ^o C, which eliminates the effect of strain aging mechanism during dressing at elevated temperatures and the stability of the temperature-deformation mode temper mill while significantly reducing overall production time of the steel strip and abbreviations are production areas.

Claims

A line for cooling a roll strip after annealing, comprising a roll unwinding mechanism, a final cooling section, pulling rollers, a training mill and a coiler installed in the technological sequence, characterized in that the final cooling section is configured as water-cooled lower and upper pairs mounted with the possibility of mutual vertical movement rollers and with the possibility of moving the rollers of each pair along the longitudinal axis of the section.