Мелкосортный проволочный стан

Полезная модель относится к прокатному производству, в частности к технологии прокатки заготовок и мелкосортных профилей, преимущественно круглого и квадратного сечений, из слитков, полученных непрерывной разливкой, преимущественно легированных сталей с ограниченным ресурсом пластичности при низких температурах - инструментальных сталей и других, и может быть использована на мелкосортных прокатных станах.В мировой практике производства катанки работают современные проволочные и мелкосортно-проволочные станы, рассчитанные на прокатку заготовок сечением 100100200200 мм со скоростью до 100 м/с. Катанка производится в мотках массой 1,5. . .2,0 т.Улучшение качества металлопродукции, повышение эффективности ее производства и потребления являются основными направлениями развития промышленности во всех странах.Катанка является основным сырьем для метизного производства. Она используется для изготовления металлокорда, используемого для изготовления шин грузовых и легковых автомобилей, стальных канатов, применяемых в различных отраслях промь 1 шленности, крепежных изделий, проволоки различного назначения, пружин, струн и других изделий. Производимые на проволочных станах арматурные профили применяют для армирования железобетонных конструкций. Суммарный объем производства катанки, в том числе арматурной, на проволочных станах мира составляет около 50 млн. т в год, то есть 7. . .9 от общего объема производства готового проката.Развитие метизного производства диктует необходимость увеличения массы мотков катанки до 2,5. . . 3,0 т и улучшения ее качества - получения заданных свойств катанки различного назначения и марок сталей, повышения равномерности свойств и структуры,уменьшения отклонений размеров катанки, снижения количества окалины на поверхности катанки и исключения образования поверхностных дефектов.Известен мелкосортный проволочный стан 150 МакМК диаметром 5,5. . . 12 из углеродистых и низколегированных сталей в мотках массой до 2 т из заготовок 150150 мм длиной 910 м. Работа линии включает нагрев непрерывно-литой заготовки в нагревательной печи, непрерывную прокатку в черновых, промежуточных и чистовых группах клетей, протягивание через линию водяного охлаждения, термическую вь 1 сокотемпературную обработку катанки с температуры деформации последней клети чистового проволочного блока, путем двухстадийного водяного охлаждения с последующей укладкой на рольганг витков катанки в спиральную ленту воздушное охлаждение витков катанки на рольганге и загрузку катанки в камеру образования мотков 1.Недостатком известного мелкосортного проволочного стана является прокатка по двухниточной схеме в первой и промежуточной группах клетей прокатку производят в две нитки, далее - в одну, в связи с этим наблюдается необоснованное требование наличия значительных производственных площадей и дискретный разброс равномерности свойств и микроструктуры катанки по длине мотка.В качестве прототипа принята конструкция мелкосортного проволочного стана, включающего нагревательную печь, непрерывные черновые, промежуточные группы клетей и группу чистового проволочного блока клетей, виткообразователь, линию термической вь 1 сокотемпературной обработки катанки двухстадийного охлаждения на рольганге с прокатного нагрева, трайбаппараты и камеру образования мотков 2.Работа прототипа характеризуется тем, что производство катанки организовано по однониточной технологии, а термическую высокотемпературную обработку катанки осуществляют по технологии Стелмор, применяемую на большинстве современных проволочных станов, которая включает охлаждение катанки водой после выхода из чистового блока (1-я стадия) и воздухом в витках, разложенных на рольганге транспортера (2-я стадия). В зависимости от марки стали и требуемых свойств и структуры готовой катанки ее витки охлаждают на рольганге ускоренно вентиляторным воздухом или замедленно под теплоизолирующими крышками при отключенных вентиляторах и пониженной скорости роликового транспортера.Недостаток прототипа проявляется в следующем. Несмотря на то что на рольганге транспортера витков осуществляют воздушное охлаждение спиральной ленты углеродистой катанки при скорости охлаждения около 10 С/с, что в 2 раза выше, чем при охлаждении в спокойном воздухе, на участках наложения друг на друга витков в спиральной ленте наблюдается снижение скорости охлаждения. Снижение скорости охлаждения приводит к отклонению сорбитообразной микроструктуры до скрытопластинчатого перлита,что проявляется в разбросе средней величины коэффициента вариации временного сопротивления разрыву св по сечению в зоне перекрытия витков и ухудшает прочностные показатели, например, металлокордовой нити, а именно повышает ее склонность к излому при знакопеременных нагрузках в автомобильной шине.В основу полезной модели поставлена задача улучшения качества металлопродукции с учетом особенностей процесса непрерывной высокоскоростной прокатки и после деформационного охлаждения, т.е. задача состоит в регламентации микроструктуры непрерывного мотка углеродистой катанки по длине и снижении обрывности при производстве из катанки метиза, например, металлокордовой нити.Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкции мелкосортного проволочного стана, включающего нагревательную печь, непрерывные черновые, промежуточные группы клетей и группу чистового проволочного блока клетей, виткообразователь,линию термической высокотемпературной обработки катанки двухстадийного охлаждения на рольганге с прокатного нагрева, трайбаппараты и камеру образования мотков, согласно полезной модели, линия термической высокотемпературной обработки катанки снабжена средством для углового вращения витков спиральной ленты катанки, вь 1 полненным в виде двух, оппозитно расположенных на консольных участках роликах рольганга,грибовидных конусообразных роликов, обращенных меньшими основаниями конусов друг к другу, соответственно, с углами конусности 5-15 и 1-1 О, при этом рабочая бочка несущих роликов рольганга выполнена конусообразной с направлением конусности в сторону грибовидного конусообразного ролика с конусностью 1-1 О.В конструкции мелкосортного проволочного стана в линии термической вь 1 сокотемпературной обработки катанки грибовидный конусообразный ролик с углом конусности 5-15 выполнен с возможностью осевого перемещения.Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в повышении качества получаемого из катанки метиза за счет исключения трещинообразования на поверхности метиза.Сравнение с известным уровнем техники и прототипом показывает, что заявляемый объект для производства катанки отличается тем, что в процессе воздушного охлаждения витков катанки на рольганге каждому витку придают угловое вращение вокруг своего центра путем приложения момента вращения по касательной к наружной поверхности витка, следовательно, заявленный объект соответствует критериям изобретения неочевидность и новизна.Полезная модель поясняется чертежом.Фиг. 1 - схематично изображен общий вид мелкосортного проволочного станафиг. 2 - вид линии термической высокотемпературной (ВТМО) обработки катанки с температуры деформации чистового проволочного блокафиг. 3 - схема конструктива технологического направления вращения И перемещения витков спиральной ленты катанки на рольганге транспортера линии Стельмор.На фиг. 1 представлен общий вид мелкосортного проволочного стана, на котором последовательно даны в кинематической связи узлы и агрегаты линии загрузочная решетка 1 нагревательная печь 2 разгрузочный рольганг 3 (аварийный) установка 4 удаления окалины черновая группа 5 клетей ротационные ножницы 6 первая промежуточная группа 7 клетей ротационные ножницы 8 вторая промежуточная группа 9 клетей секция водяного охлаждения 10 подката, трайбаппарат 11 перед чистовь 1 м проволочным блоком 12 участок 13 водяного охлаждения катанки виткообразователь 14 рольганг 15 для воздушного охлаждения витков катанки камера образования мотков 16-виткосборник, крюковой конвейер 17 устройство 18 для прессования и обвязки мотков весы 19 станция разгрузки 20 мотков.На фиг. 2 линия термической высокотемпературной (ВТМО) обработки катанки с температуры деформации чистового проволочного блока включает последнюю клеть чистового проволочного блока 12 участок 13 водяного охлаждения трайбаппарат 21 виткообразователь 14 первую группу из двух вентиляторов 22 производительностью по 96 тыс.м 3/ч вторую группу из восьми вентиляторов 23 производительностью по 154 тыс.м 3/ч роликовый транспортер 24, третью группу вентиляторов 25 производительностью по 65 тыс.м 3/ч теплоизолирующие крышки 26 и виткосборник 16.Соотношение суммарной производительности вентиляторов 22, 23, 25 между группами, соответственно, (190195)/(12301235)/(125135) тыс.м 3/ч выявлено экспериментально.В линии каждая секция участка 13 водяного охлаждения катанки оборудована охлаждающими, отсекающими водяными форсунками и воздушными форсунками, для фиксации измельченной в процессе деформации структуры аустенита.Реализация применения мелкосортного проволочного стана иллюстрируется на примере работы стана 150 РУП БМЗ по следующей технологии.Нагретые до температуры прокатки заготовки выдают в линию стана из печи 2. С помощью устройства 4 гидросбива с поверхности заготовок удаляют окалину.В процессе производства катанки на линии мелкосортного проволочного стана, включающего технологический цикл нагрев заготовки, раскат в непрерывных черновых, промежуточных группах клетей и группах клетей чистового проволочного блока 12, термическую высокотемпературную обработку катанки по фиг. 2, 3 с температуры деформации последней клети чистового проволочного блока 12, путем двухстадийного охлаждения с последующей укладкой на рольганг 15 витков 27 катанки в спиральную ленту 28 посредством виткообразователя 14 по фиг. 2 воздушное охлаждение витков 27 катанки на рольганге 15 и загрузку катанки в камеру 16 образования мотков, при этом в процессе воздушного охлаждения витков 27 катанки на рольганге 15 каждому витку 27 по фиг. 3 придают угловое вращение вокруг своего центра путем приложения момента М вращения по касательной к наружной поверхности витка 27.В мелкосортном проволочном стане для создания момента М сил вращения по касательной к наружной поверхности витка 27 линия термической высокотемпературной обработки катанки снабжена средством для углового вращения витков 27 спиральной ленты 28 катанки, выполненным в виде двух, оппозитно расположенных на консольных участках роликах 29 рольганга 15, грибовидных конусообразных роликов 30, 31, обращенных меньшими основаниями усеченных конусов друг к другу, соответственно, с углом конусности п 5-15 на ролике 30 и с углом конусности ш 1-10 на ролике 31, при этом рабочая бочка 32 несущих роликов 29 рольганга 15 выполнена конусообразной с направлением конусности в сторону грибовидного конусообразного ролика с конусностью 1-1 О. Коническую поверхность рабочей бочке 32 несущих роликов 29 путем превышения величины радиуса К большего основания конусообразного ролика 30 по отношению к радиусу г меньшего основания конусообразного ролика 31.Виткообразователь 14 укладывает ленту 28 на рольганг 15 так, чтобы диаметральные участки витков 27 витки катанки опирались на конические поверхности грибовидных конусообразных роликов 30, 31 и коническую поверхность рабочей бочки 32 несущих роликов 29.Процесс перемещения спиральной ленты 28 катанки 27 по рольгангу 15 происходит путем вращения от привода несущих роликов с конической поверхностью рабочей бочки 32 и грибовидных конусообразных роликов 30, 31. Вследствие конусообразной геометрии грибовидных конусообразных роликов 30, 31 и рабочей бочки 32 линейные скорости опорных диаметрально противоположных участков витков 27, контактируемых с роликами 30, 31 и рабочей бочкой 32, будут различны по величине. Наличие разных по величине линейных скоростей, воздействующих на диаметрально противоположные витки 27, приводит к возникновению момента сил М углового вращения витков 27, равного сумме абсолютных значений моментов сил М 1 и М 2, т.е. М М 1 М 2.Для увеличения контраста линейных скоростей вращения на образующей поверхности несущих роликов 29 и возможности регулировок для протягивания катанки разного типоразмера грибовидный конусообразный ролик 30 с углом конусности 5-15 выполнен с возможностью осевого перемещения.Оптимально значение углов конусности грибовидных конусообразных роликов 30, 31 и угла конусности рабочей бочки 32 выявлены экспериментально. Запредельные значения упомянутых углов конусности не позволяют достигнуть гарантированного углоповорота витков 27 на угол не менее 45-360 для исключения пятнистости микроструктуры по длине витка 27 и, следовательно, улучшения качества катанки.При воздушном охлаждении витков 27 катанки на рольганге 15 суммирующий момент углового вращения М М 1 М 2, причем моменты М 1 и М углового вращения к наружной поверхности витка прикладывают по касательной в двух диаметральных зонах витка 27.Для гарантированной возможности углоповорота витка 27 момент М 1 и М 2 углового вращения по касательной к наружной поверхности витка в двух диаметральных зонах витка 27 прикладывают с рассогласованием величины усилий моментов М 1 и М 2 вращения.При воздушном охлаждении витков 27 катанки на рольганге 15 каждый виток 27 вращают вокруг своего центра дискретно с шагом Т, равным шагу Т рольганга 15.Упомянутые выше режимы углового вращения витка 27 могут быть использованы как одновременно, так и в любом их сочетании в зависимости от марочника кордовой стали,режимов прокатки и заданного типоразмера, например, кордовой проволоки.После контроля и зачистки дефектов заготовки сечением 125 Х 125 мм и длиной 12 м,массой до 1,5 т подают в нагревательную печь 2 стана 150.Нагревательная печь 2 с шагающим подом имеет пять зон регулирования теплового режима, температура подогрева воздуха - до 530 С.Прокатку осуществляют в черновой, первой и второй промежуточных, соответственно, группах 5, 7, 9 клетей и чистовом проволочном блоке 12 клетей. После каждой группы 5, 7 клетей установлены ротационные ножницы 6, 9 для удаления концов раскатов, а в случае необходимости - аварийной порезки раскатов на мерные длины.Перед прокаткой в чистовом проволочном блоке 12 раскат охлаждают до температуры 950 С в секциях 10 водяного охлаждения. Транспортировку раската к блоку 12 и разворот его на 180 осуществляют с помощью двух трайбаппаратов 11.Чистовой проволочный блок 12 состоит из десяти клетей.После прокатки в чистовом блоке 12 катанку охлаждают в линии вь 1 сокотемпературной обработки двухстадийного охлаждения с прокатного нагрева в блоке 12.После участка 13 водяного охлаждения (первая стадия) с помощью виткообразователя 14 катанку 27 в виде плоской спирали 28 укладывают на роликовый транспортер 24 роль 5