Способ и установка для производства металлической полосы

Способ и установка для производства металлической полосы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам и установкам для непрерывного производства горячекатаной металлической полосы из сверхтонких слябов, изготовленных при высокой скорости литья.

Уровень техники

На данном этапе развития техники известны способы и установки для производства горячекатаных стальных полос, в которых используются традиционные слябы толщиной 150-320 мм или обычные тонкие слябы толщиной примерно 60-90 мм.

Подобные установки включают в себя, по меньшей мере, одну изложницу, нижнее выходное отверстие которой соединяется с изгибающимся валковым конвейером, который может удерживать и направлять отлитый сляб при перемещении от вертикального направления литья к горизонтальному направлению прокатки. Обычно литейный конус, а именно центральная зона конического сляба, в которой сталь остается в жидком состоянии, выходит за пределы входной литейной формы и заканчивается на криволинейном маршруте, таким образом, отвердение завершается на валковом конвейере.

Валки, расположенные вблизи литейного конуса, кроме того, создают давление на затвердевшем внешнем слое для осуществления плавного сжатия сляба для получения большей толщины на выходе из литейной машины. Кроме того, валковый конвейер связан с вторичной системой охлаждения сляба, состоящей, например, из большого числа распылительных форсунок.

После литейной машины в одном ряду с ней обычно расположены ножницы для отрезания изделия нужного размера, длинная печь туннельного типа для повышения температуры отдельных слябов, чтобы сделать их пригодными для прокатки, устройство очистки от окалины и прокатный стан, состоящий из шести или большего числа клетей, на котором производится уменьшение толщины слябов до получения значения, требуемого для полосы. Поскольку прохождение через каждую клеть и относительное уменьшение толщины приводит к охлаждению полосы, то для поддержания ее температуры выше точки рекристаллизации Аr3 и благодаря этому удерживания ее материала при прокатке в пределах аустенитной области, машины известной конструкции также включают в себя индукторы, расположенные между клетями прокатного стана для нагрева прокатываемой полосы до приемлемой температуры.

И, наконец, после прокатного стана расположены системы охлаждения полосы, ножницы для отрезания полос заданного размера и намоточные устройства, сматывающие полосу в рулоны заданного веса.

Одна из проблем, с которой встречаются в подобных производственных линиях, заключается в увеличении общей длины линии, что влияет на инвестиционные затраты, а также на энергетические затраты производства и на расходы на обслуживание.

Другая проблема при реализации существующих конструкций связана с отсутствием непрерывности производственного процесса, когда подача к прокатному стану прерывается, что делает невозможным осуществление прокатки без прерывания, т.е. "непрерывной" прокатки, с вытекающими из этого отрицательными последствиями для потребления энергии и воздействия на окружающую среду.

Таким образом, необходимо разработать установку и соответствующий производственный процесс горячей прокатки полосы, приспособленные для непрерывной работы, что позволит осуществлять монтаж чрезвычайно компактной производственной линии с существенным снижением затрат на производство тонны продукции.

К настоящему времени затрачены значительные усилия на разработку различных "не непрерывных" решений; однако занимаемые площади и количество прокатных станов, необходимых для уменьшения толщины до требуемых величин, все еще слишком велики.

Также ощущается потребность в разработке процесса производства горячекатаной полосы малой толщины и высокого технического качества, которая может применяться во многих областях вместо холоднокатаных изделий.

Раскрытие изобретения

Основной задачей настоящего изобретения является разработка чрезвычайно компактной установки и непрерывного процесса производства горячекатаной стальной полосы из сверхтонких слябов, изготовленных при высокой скорости литья.

Другой задачей изобретения является получение горячекатаной полосы толщиной 0,8-12 мм с мелкозернистой внутренней структурой настолько равномерной, чтобы она уже включала в себя свойства холоднокатаного материала, а значит, характеризовалась высоким качеством и отсутствием дефектов.

Другой задачей является разработка установки непрерывного цикла для производства горячекатаных рулонов непосредственно из жидкой стали производительностью 500000-1500000 тонн в год, способной снизить инвестиционные и текущие затраты по сравнению с традиционной установкой для производства полосы той же толщины.

Другой задачей такой же важности является разработка установки, способной экономично использовать производственный потенциал изложницы, позволяющей изготавливать сверхтонкие слябы.

В связи с этим при помощи настоящего изобретения предполагается решить вышеупомянутые проблемы и задачи путем разработки непрерывного производственного процесса изготовления горячекатаной металлической полосы, в котором используется изложница со встроенным кристаллизатором, устройство предварительной прокатки жидкой сердцевины, расположенное около выходного участка кристаллизатора, первый тянущий валок, устройство, изменяющее траекторию и выполняющее направляющую функцию, которое может приводиться в действие, по меньшей мере, в заданные промежутки времени, второй тянущий валок, третий тянущий валок и правильное устройство, нагревательные устройства и/или устройства для поддержания постоянного нагрева, устройство для снятия окалины и, по меньшей мере, три клети прокатного стана, при этом процесс состоит из следующих этапов без промежуточных перерывов:

а) отливание тонкого сляба, выходящего из кристаллизатора со скоростью 4-16 м/мин, имеющего ширину узких сторон в диапазоне 15-50 мм, сталь в сердцевине которого находится в жидком состоянии;

б) осуществление мягкого обжатия сляба при помощи устройства предварительной прокатки для получения полностью затвердевшего литого изделия толщиной в диапазоне 15-40 мм;

в) формирование свободной кривой из литого изделия, расположенного между указанными первым и вторым тянущими валками;

г) осуществление операции удаления окалины с литого изделия при помощи указанного устройства для удаления окалины;

д) последовательное осуществление над литым изделием множества прокаточных операций на указанных клетях прокатного стана, в результате которых получается полоса толщиной 8-12 мм.

Данный процесс реализуется в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения при помощи установки непрерывного цикла для непрерывного производства горячекатаной металлической полосы, которая в соответствии с п.17 формулы изобретения включает в себя изложницу со встроенным кристаллизатором, первый тянущий валок, второй тянущий валок, третий тянущий валок и правильное устройство, нагревательные устройства и/или устройства для поддержания постоянного нагрева, устройство для снятия окалины и, по меньшей мере, три клети прокатного стана, в которой устройство, отклоняющее и направляющее литое изделие, расположено между указанными первым и вторым тянущими валками, которое может переводиться, по меньшей мере, в заданные периоды времени из вертикального в горизонтальное положение, способно в нормальных условиях работы выходить из контакта с литым изделием для обеспечения формирования свободной кривой из литого изделия между указанными первым и вторым тянущими валками.

Ниже перечисляются особенности процесса и установки, соответствующих настоящему изобретению, с указанием их преимуществ.

В разливочном желобе предпочтительно могут использоваться системы для нагрева жидкого металла, чтобы должным образом обеспечить эффективный и надежный контроль над тем, чтобы температура стали в разливочном желобе была выше температуры линии плавления, причем указанная более высокая температура при литье также обозначается термином "перегрев". Для корректировки величины перегрева жидкой стали и, в частности, для компенсации возможного снижения температуры в разливочном желобе в особенности на начальном этапе литья, когда происходит более интенсивное поглощение тепла разливочным желобом, чтобы гарантировать отсутствие затвердения металла, предпочтительным является использование плазменных горелок; по сравнению с другими известными нагревательными устройствами применение плазменных горелок не создает гидродинамических проблем в разливочном желобе; это позволяет осуществляться флуктуациям включений и гарантирует согласованное распределение температур в жидкой стали. Предпочтительно перегрев поддерживается на относительно низком и постоянном уровне ради обеспечения лучшего металлургического качества конечного продукта, обычно его величина составляет около 20°. В результате постоянный перегрев позволяет получать равноосную структуру и обеспечивать равномерность свойств всего литого изделия.

Изложница может при помощи кристаллизатора отливать сляб гораздо меньшей толщины, чем толщины, которые могут быть получены при помощи известных изложниц, находящейся в диапазоне 15-50 мм, при очень высокой скорости (4-16 м/мин), сердцевина сляба остается в жидком состоянии даже в зонах около поперечных краев; предпочтительно резервуар или литейная камера кристаллизатора выполнена таким образом, что в ней имеется достаточно пространства, чтобы избежать нежелательного явления переплавки поверхностного слоя, расположенного вокруг его внутренней поверхности, под действием струй расплавленной стали, выходящих из форсунки, в особенности на определенном расстоянии от форсунки, соответствующем наибольшей площади сечения струи. Литье металла очень малой толщины при высокой скорости требует более высокой скорости охлаждения изложницы: такое ускоренное охлаждение предпочтительно позволяет получить более мелкую микроструктуру литья.

Форсунка предпочтительно является многосопловой; ее форма дополняет литниковую воронку кристаллизатора для избежания образования переходных участков при затвердевании. Предпочтительно поток форсунки управляется таким образом, чтобы обеспечить приемлемое плавление смазочных порошков в зоне мениска, а также приемлемое растворение в направлении поперечных участков, таким образом обеспечить модуляцию в соответствии со скоростью литья частей потока, которые переносят расплавленную сталь к мениску и к поперечным участкам кристаллизатора, например, при помощи электромагнитных устройств.

Благодаря наличию жидкой сердцевины при выходе сляба из изложницы он может подвергаться предварительной прокатке жидкой сердцевины, также называемой "мягким обжатием", в результате чего осуществляется повышение качества структуры сердцевины, которая начинает затвердевать, а также снижается внутренняя пористость и устраняется явление центральной сегрегации. Предпочтительно предварительная прокатка жидкой сердцевины производится динамическим способом и является управляемой для того, чтобы правильно установить точку закрытия жидкого конуса при переходных процессах, связанных с изменениями, которые могут иметь место в параметрах литья по отношению к нормальному рабочему режиму. Следовательно, высококачественный сляб может быть получен при любых рабочих режимах.

Вершина жидкого конуса, т.е. так называемая "точка касания", которая находится в месте соединения двух оболочек, расположена несколько ниже изложницы, предпочтительно в вертикальном сечении между выходным сечением изложницы и между осями тянущего валка, находящегося ниже; таким образом, роликовый конвейер, осуществляющий "мягкое обжатие", имеет относительно малую длину, что приводит к экономии пространства.

Сразу после выхода с участка "мягкого обжатия" расположен первый тянущий валок, на котором может предпочтительно выполняться первое уменьшение толщины затвердевшего литья, называемое "жесткое обжатие"; уменьшение толщины при этом составляет 0,5-3 мм, и в связи с тем, что оно является относительно ограниченным и осуществляется над еще очень горячим литым изделием, сжимающие усилия должны быть небольшими. Данная операция первой легкой прокатки обеспечивает дополнительное качество, в особенности качество внутренней части литого изделия, поскольку при ее выполнении закрываются междендритовые связи между зернами за счет сжатия структуры. Кроме того, она позволяет осуществляться полезной динамической рекристаллизации материала, которая предотвращает осаждение алюминиевых сплавов на границах зерен, и, следовательно, обеспечивает более равномерную структуру; в дополнение к этому данная рекристаллизация предотвращает образование поверхностных трещин и разрывов при последующем процессе прокатки.

После "жесткого обжатия" литое изделие имеет размер и толщину, близкие к размерам и толщине полосы, поэтому он также называется "полуфабрикатной полосой", и перемешается по криволинейной траектории от вертикального направления литься к горизонтальному направлению прокатки без помощи направляющего устройства. Поскольку температура полуфабрикатной полосы все еще высока, что придает материалу хорошую пластичность, она может подниматься и опускаться на определенную величину по мере перемещения вдоль криволинейной траектории. Данная свободная кривая таким образом делает независимыми друг от друга первый и последний участки технологической линии и в определенной степени разъединяет процесс литья и процесс прокатки, обеспечивая гибкость системы, которая сама по себе была бы жесткой, поскольку она является системой непрерывного цикла; таким образом, подобная гибкость позволяет получить преимущества системы с полунепрерывным циклом, к числу которых относится использование менее сложной контрольно-измерительной аппаратуры, поскольку отсутствует необходимость управления протягиванием по технологической линии. В основном при нормальном режиме работы данная кривая имеет форму дуги полуокружности.

Для того чтобы также управлять начальной фазой процесса литья, которая является переходной фазой, во время которой сляб сохраняет ту же толщину, что и на выходе из изложницы, на всем протяжении технологической линии в установке имеется временное устройство, отклоняющее и направляющее литое изделие по криволинейной траектории, в состав которого может входить одинарный или сдвоенный изгибающийся конвейер, который может поворачиваться относительно одного своего края, или изгибающийся конвейер, который может поступательно перемещаться в боковом направлении, установленный на соответствующей тележке. Как только процесс начинает протекать в нормальном рабочем режиме, роликовый конвейер отсоединяется для того, чтобы освободить литое изделие, таким образом, обеспечивая его свободное течение по криволинейной траектории. Другое преимущество использования временного отклоняющего и направляющего устройства в форме открывающегося изогнутого роликового конвейера заключается в возможности облегчения функционирования установки при освобождении литейной линии в случае перекоса полосы в прокатной линии или неисправности литейной машины, такой как, например, прорыв или приваривание металла в изложнице. На самом деле, если при использовании для удержания и направления сляба традиционного роликового конвейера, который является неподвижным и сложным (жесткая система), осуществление операций по очистке линии существенно затруднено, то при применении роликового конвейера конструкции, соответствующей изобретению, литейная линия может быть быстро освобождена и производственный процесс может быть запущен вновь без особенных потерь времени или дополнительных настроечных операций. В случае перекоса в прокатном стане или прорыва или приваривания металла в изложнице расплавленная сталь, расположенная на предыдущем участке линии, перестанет течь и сляб быстро и полностью удаляется из вертикальной литейной линии путем вырезания из него одного или нескольких участков при помощи соответствующих режущих устройств типа устройства резки кислородным копьем, при этом указанные участки свободно падают в большую приемную емкость, расположенную вертикально под изложницей. Предпочтительно, указанное устройство резки кислородным копьем осуществляет одно, два перемещения в направлении, поперечном по отношению к направлению литья, по меньшей мере, на величину, равную ширине разрезаемого сляба, при этом его перемещение осуществляется с медленной скоростью и управляется специализированными и полностью автоматизированными роботами; кроме того, приемная емкость установлена на колесах и, следовательно, может перемещаться под действием металлических тросов или другого известного оборудования.

В начале горизонтального участка прокатной линии расположены второй и третий сдвоенные протяжные валки; указанные второй и третий протяжные валки могут предпочтительно осуществлять небольшое уменьшение толщины полуфабрикатной полосы и, таким образом, проводить второе "жесткое обжатие" точно таким же способом, что и первый тянущий валок, расположенный на выходе с участка "мягкого обжатия", поскольку уменьшение толщины составляет примерно 0,5-3 мм.

Третий тянущий валок предпочтительно выпрямляет и направляет передний участок сляба или полуфабрикатной полосы, которая стремиться отклониться вверх на выходе из второго тянущего валка.

После третьего тянущего валка и правильного устройства могут быть установлены ножницы барабанного типа для использования преимущественно на начальном этапе литейного процесса и для отрезания длинных участков сляба, пока не будет достигнута максимальная скорость литья и, следовательно, до тех пор пока система не приобретет свою нормальную рабочую скорость; они также могут использоваться во всех аварийных ситуациях, например, при прорыве или приваривании металла в изложнице или при перекосах в прокатном стане, а также при необходимости могут использоваться для отделения передней части затравки.

После ножниц барабанного типа предпочтительно расположены нагревательные системы и/или системы для поддержания постоянной температуры для обеспечения правильной температуры литого изделия на входе в первую клеть прокатного стана при любых текущих условиях. Подобные системы могут быть активными, например печи индукционного нагрева или просто индукторы, или пассивными, например теплоизоляционные кожухи или панели.

Поскольку тепловые потери литого изделия при движении по литейной линии довольно ограничены по сравнению с обычными системами, в соответствии с вышеизложенным изменение масштаба указанных систем приведет к ограничению габаритных размеров, другими словами длина будет составлять от 1 до 2 м. Предпочтительно на выходе из одной из указанных систем изделие должно иметь однородную температуру, составляющую, по меньшей мере, 1000°С или такую, чтобы на выходе из прокатного стана температура гарантированно составляла, по меньшей мере, 850°С. Например, в случае использования индукционной нагревательной системы или простого индуктора для обеспечения подобной температуры требуется мощность 3-5 МВт при частоте 3000 Гц.

Конкретная потребная мощность, а также возможность использования индуктора определяются условиями литья, в частности скоростью литья и толщиной после "мягкого обжатия": данные параметры определяют так называемый "массовый расход"; данная величина связана с температурой изделия на конечном участке прокатного стана. Индуктор при необходимости может производить нагрев до требуемой величины только краев или осуществлять полный прогрев всей полуфабрикатной полосы. Он может включаться и выключаться по мере необходимости; более того, его мощность является более ограниченной по сравнению с мощностью известных индукторов, используемых в аналогичных системах, поскольку нагреваемое литое изделие имеет меньшую толщину. Индуктор может быть предпочтительно установлен на колесах, таким образом, чтобы его можно было в прямом смысле выводить из работы относительно технологической линии. Такой вариант позволяет обеспечить простой доступ к барабанным ножницам, например, для замены ножей.

Непосредственно перед прокатным станом находятся системы для удаления окалины с поверхности изделия, например, устройство для удаления окалины. Устройство для удаления окалины предпочтительно имеет колеса, таким образом, оно может быть выведено из работы в буквальном смысле, что позволяет облегчить обслуживание и улучшить доступ к первой клети прокатного стана. Устройство для удаления окалины может быть статическим или динамическим, например, вращающимся; в нем используется вода, идущая под очень высоким давлением и с очень низким расходом для сведения к минимуму поверхностного охлаждения при полном обеспечении удаления окалины со всей поверхности литого изделия перед его поступлением в прокатный стан.

Прокатный стан состоит из, по меньшей мере, трех клетей четырехвалкового типа; эти клети могут быть одинаковыми или иметь разные размеры и устанавливаются совместно в фиксированном положении; нескольких клетей достаточно поскольку поступающее в них изделие уже имеет уменьшенную толщину, поскольку оно было подвержено "мягкому обжатию" и одному или двум "жестким обжатиям", соответствующую сверхтонкому слябу. Если после литья сляб имеет максимальную толщину (например, 50 мм), и не производится ни одного из "жестких обжатий", то предпочтительно в прокатном стане добавить четвертую клеть. Однако число клетей меньше по сравнению с требуемым в прокатных станах установок конструкций, известных в настоящее время в данной области техники, в связи с чем прокатный стан получается компактным. Сляб, подвергаемый только "мягкому обжатию" или предварительной прокатке жидкой сердцевины, называется литым изделием; в то время как сляб, подвергнутый, по меньшей мере, одному "жесткому обжатию", называется полуфабрикатной полосой.

В соответствии с процессом изобретения отсутствует необходимость использования индукторов, расположенных между клетями прокатного стана, для поддержания правильной аустенитной температуры прокатки, в результате имеет место экономия пространства и финансовых затрат. Относительное уменьшение толщины изделия при прокатке меняется в соответствии с конечной шириной полосы вне зависимости от усилия прокатки.

Следующие устройства устанавливаются после прокатного стана: ножницы гильотинного типа (как один из вариантов), роликовый конвейер с охлаждающими поливающими устройствами, летучие ножницы для отрезания полосы заданного размера, протяжные валки и, по меньшей мере, два наматывающих устройства, например, типа подпольной моталки.

Указанные ножницы гильотинного типа в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения устанавливаются вместо барабанных ножниц до участка индуктора, а также помещаются непосредственно на выходе из прокатного стана, благодаря чему обеспечивается преимущество, заключающееся в большей компактности участка перед прокатным станом; они в основном используются для отрезания длинных участков:

- сляба, получаемого на начальной фазе литейного процесса, пока скорость литья не достигла максимальной величины;

- полосы, полученной на последующей фазе закрытия клетей прокатного стана, в котором получено бракованное изделие.

Они также при необходимости могут использоваться для отделения передней части затравки от отливаемого сляба в начале процесса. Преимущество заключается в том, что размеры данных ножниц гильотинного типа являются более компактными по сравнению с ножницами, использующимися в известных конструкциях, поскольку максимальная толщина отрезаемого тонкого сляба в любом случае меньше.

Конечный участок после намоточных устройств используется для хранения длинных участков сляба, отрезанных ножницами либо барабанного, либо гильотинного типа. Данное техническое решение позволит избежать необходимости использования большого специализированного бункера для бракованных изделий около ножниц барабанного или гильотинного типа, в результате упрощается конструкция фундамента и возможно применение более эффективной компоновки.

Летающие ножницы для отрезания изделий нужного размера используются при нормальном рабочем режиме для отрезания полосы заданного размера с целью получения заданного веса рулона.

Для начала процесса литья передняя часть затравки может вставляться в конечную часть кристаллизатора двумя способами. Первый способ заключается в отправке затравки по всей линии, начиная от конечной зоны до участка, расположенного после подпольных намоточных устройств, где она помещается на временное хранение; при этом способе затравка проходит через весь прокатный стан, который находится в неподвижном состоянии и клети которого при этом открыты, и по изгибающемуся роликовому конвейеру передается с горизонтального к вертикальному направлению, перед тем как поступить в кристаллизатор. При начале процесса литья передняя часть затравки отделяется от сляба либо при помощи ножниц барабанного типа, либо при помощи ножниц гильотинного типа. Второй метод в отличие от первого заключается в том, что затравка вставляется непосредственно снизу вдоль вертикальной оси изложницы. Для реализации именно этого технического решения затравка помещается на сдвигающемся устройстве, снабженном колесами, которое перемещается к литейной линии; внутри данного устройства с колесами находятся валки, к которым подводится мощность для перемещения и направления затравки, и оно также оборудовано роликовым устройством для отделения передней части затравки после начала процесса.

Весь производственный процесс, описанный к настоящему моменту, от расплавленной стали в разливочном желобе до получения полосы предпочтительно контролируется специальными зонными контроллерами, которые управляют различными элементами системы путем взаимодействия друг с другом; данные зонные контроллеры обращаются к управляющей программе, которая функционирует с использованием различных переменных, вызывая регулярное взаимодействие контроллеров для стабилизации процесса относительно изменений условий установившегося режима работы, а также возмущений и отклонений, воздействующих на систему. Таким образом, процесс полностью активно, логически и динамично управляется, и в результате является "интеллектуальным полностью динамическим процессом".

Высокая скорость литого металла в форме сверхтонкого сляба и непосредственная связь с прокатным станом, на котором сляб преобразуется в полосу, начальная толщина которой меньше, чем используемая в известных литейных процессах, имеющим меньшее число клетей, а также меньшая общая длина технологической линии позволяет снизить необходимый объем строительных работ, в части изготовления фундамента, строительства промышленного складского помещения (за счет меньшей требуемой высоты), прокладки трубопроводов, создания инфраструктуры и т.д. Это создает преимущество, заключающееся в снижении первоначальных инвестиционных затрат и затрат на эксплуатацию, а также в снижении объема обслуживания по сравнению с установками, известными в данной области техники.

Кроме того, литье очень тонкого сляба, а также осуществление уменьшения толщины его сердцевины ("мягкое обжатие") с последующим - при необходимости - обжатием затвердевшей сердцевины ("жесткое обжатие") позволяет получить литое изделие/полуфабрикатную полосу достаточно малой толщины, чтобы она могла образовывать свободно текущую кривую; указанная свободная кривая обладает существенным преимуществом обеспечения независимости литейного процесса от процесса прокатки, благодаря чему повышается гибкость системы.

Процесс и установка, соответствующие настоящему изобретению, позволяют получить различные варианты предпочтительного осуществления изобретения, некоторые примеры которых описаны ниже, где приводятся обобщенные значения некоторых параметров/условий процесса, а также толщины, получаемые на технологической линии.

Пример 1 (показан на фигуре 2)

Скорость литья: 10 м/мин

Толщина сляба на выходе из изложницы (узкие стороны): 32 мм

Толщина после "мягкого обжатия": 22 мм

Первое "жесткое обжатие": не проводится

Второе "жесткое обжатие": не проводится

Число клетей прокатного стана: 3

Окончательная толщина полосы шириной 1100 мм: 2.2 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1300 мм: 2.3 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1500 мм: 2.9 мм

Пример 2 (показан на фигуре 3)

Скорость литья: 10 м/мин

Толщина сляба на выходе из изложницы (узкие стороны): 32 мм

Толщина после "мягкого обжатия": 22 мм

Толщина после первого "жесткого обжатия": 20 мм

Второе "жесткое обжатие": не проводится

Число клетей прокатного стана: 3

Окончательная толщина полосы шириной 1100 мм: 2.0 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1300 мм: 2.2 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1500 мм: 2.7 мм

Пример 3 (показан на фигуре 4)

Скорость литья: 10 м/мин

Толщина сляба на выходе из изложницы (узкие стороны): 32 мм

Толщина после "мягкого обжатия": 22 мм

Толщина после первого "жесткого обжатия": 20 мм

Толщина после второго "жесткого обжатия": 18 мм

Число клетей прокатного стана: 3

Окончательная толщина полосы шириной 1100 мм: 1.8 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1300 мм: 2.0 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1500 мм: 2.5 мм

Пример 4 (показан на фигуре 5)

Скорость литья: 10 м/мин

Толщина сляба на выходе из изложницы (узкие стороны): 40 мм

Толщина после "мягкого обжатия": 30 мм

Первое "жесткое обжатие": не проводится

Второе "жесткое обжатие": не проводится

Число клетей прокатного стана: 4

Окончательная толщина полосы шириной 1100 мм: 1.6 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1300 мм: 1.7 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1500 мм: 2.0 мм

Пример 5 (показан на фигуре 5а)

Скорость литья: 10 м/мин

Толщина сляба на выходе из изложницы (узкие стороны): 40 мм

Толщина после "мягкого обжатия": 30 мм

Толщина после первого "жесткого обжатия": 29 мм

Толщина после второго "жесткого обжатия": 27 мм

Число клетей прокатного стана: 4

Окончательная толщина полосы шириной 1100 мм: 1.5 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1300 мм: 1.6 мм

Окончательная толщина полосы шириной 1500 мм: 1.9 мм

Прочие особенности и преимущества изобретения станут более понятны из подробного описания предпочтительного, но не единственно возможного, приводимого лишь в качестве иллюстрации варианта осуществления системы для производства металлической полосы, снабженного прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1. - схематический вид сбоку системы, соответствующей изобретению;

фиг.1а. - схематический вид сбоку варианта осуществления системы, соответствующей изобретению;

фиг.1b. - схематический вид сбоку другого варианта осуществления системы, соответствующей изобретению;

фиг.2. - продольный разрез первого варианта осуществления части системы, соответствующей изобретению, показанной на фигуре 1;

фиг.3. - продольный разрез второго варианта осуществления части системы, соответствующей изобретению, показанной на фигуре 1;

фиг.4. - продольный разрез третьего варианта осуществления части системы, соответствующей изобретению, показанной на фигуре 1;

фиг.5. - продольный разрез четвертого варианта осуществления части системы, соответствующей изобретению, показанной на фигуре 1;

фиг.5а. - продольный разрез пятого варианта осуществления части системы, соответствующей изобретению, показанной на фигуре 1а;

фиг.6. - продольный разрез первого варианта системы, показанной на фигуре 1, на отдельной фазе технологического процесса;

фиг.7. - продольный разрез первого варианта системы, показанной на фигуре 1, на другой отдельной фазе технологического процесса.

Осуществление изобретения

На фигурах 1, 2, 3, 4, 5 показана система для изготовления металлической полосы, включающая в себя:

- изложницу 15, в которую встроен кристаллизатор 15', для изготовления сверхтонких слябов с жидкой сердцевиной,

- устройство 16 для мягкого обжатия или предварительной прокатки жидкой сердцевины, расположенное около выходного сечения изложницы, производящей полностью затвердевший литой металл,

- первый тянущий валок 17 для литого изделия, приспособленный для протягивания литого изделия и осуществления его небольшого обжатия;

- отрезные устройства 24, например, кислородное копье для отрезания сляба в аварийных ситуациях, таких как перекашивание полосы в прокатном стане или прорыв или приваривание металла при литье; это устройство является полностью автоматизированным и управляется приспособленными для этого роботами, разрезает сляб в поперечном направлении по отношению к направлению литья при его свободной подаче с целью освобождения литейной линии;

- устройство 18, 18' временного отклонения и направления "несмягченного" сляба от вертикальной траектории к горизонтальной траектории,

- большой, снабженный колесами бункер 51, установленный по вертикали под литейной линией,

- второй тянущий валок 22',

- третий сдвоенный тянущий валок и правильное устройство 22'',

- система 50 нагрева полуфабрикатной полосы или литого изделия и/или система для поддержания постоянной температуры,

- устройство 19 для удаления окалины,

- клети 20', 20'', 20''' прокатного стана в числе, по меньшей мере, трех,

- ножницы гильотинного типа 30,

- комплект устройств 32 для пролива полосы, расположенной на конвейере 32, подающем полосу,

- летающие ножницы для отрезания полосы требуемой длины 33,

- по меньшей мере, два наматывающих устройства 30,

- участок 52 складирования затравки и длинных бракованных отрезков сляба, отделенных ножницами 30 гильотинного типа.

Изложница 15 предпочтительно производит очень тонкий сляб при скорости литья 4-16 м/мин, ширина узких сторон которого 15-50 мм с утолщением в центре и сердцевиной, остающейся еще в жидком состоянии. Далее, когда речь идет о толщине литого сляба, то всегда имеется в виду толщина краев, также называемых "узкими сторонами".

Предпочтительно до изложницы в разливочном желобе используются системы нагрева расплавленного металла для обеспечения эффективного и надежного контроля за "перегревом" разливочного желоба в процессе литья. Предпочтительно указанные нагревательные системы включают в себя плазменную горелку 70 для корректировки величины "перегрева" расплавленной стали, который, для того чтобы повысить качество конечного продукта, поддерживается на относительно низком уровне, обычно около 20°С.

Устройство 16 предварительной прокатки расположено около выходного сечения изложницы 15, в основном с вертикальной осью прокатки, в его состав входят верхний и нижний поперечные валки 16', форма которых подобрана таким образом, чтобы изменять переходное сечение сляба, придавая существенно более плоскую форму выпуклой или выгнутой поверхности, которая выходит из кристаллизатора с целью формирования из сляба конечного продукта с прямоугольным поперечным сечением. Операция восстановления выпуклой формы включает в себя сжатие жидкой сердцевины сляба до тех пор, пока его толщина не станет равна ширине узких сторон у выходного сечения кристаллизатора.

Предпочтительно указанные поперечные валки 16' могут располагаться на меньшем расстоянии для получения на выходе с роликового конвейера линеаризованного литого изделия с толщиной, уменьшенной по сравнению с той, которую он имеет на выходе из кристаллизатора: в основном уменьшение толщины производится для сляба с еще жидкой сердцевиной, другими словами осуществляется так называемое "мягкое обжатие". В соответствии с изобретением толщина сляба после "мягкого обжатия" уменьшается до величины 15-40 мм.

Верхний и нижний поперечные валки 16' разбиваются на два или большее число элементов, так называемых сегментов