Частина ІI



Сторінка6/28
Дата конвертації23.12.2016
Розмір1.82 Mb.
ТипИсследование
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28

ТЕХНІЧНІ НАУКИ




Губанов С.А.


магистрант кафедры обработки металлов давлением Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И Носова

Чикишев Д.Н.


кандидат технических наук, доцент кафедры обработки металлов
давлением Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова


СПОСОБЫ УСКОРЕННОГО КОНТРОЛИРУЕМОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ


Ужесточение требований потребителей к механическим и эксплуатационным свойствам готового толстолистового проката стимулирует металлургические предприятия совершенствовать технологию и оборудования для прокатки. Одним из направлений совершенствования технологии является контролируемая прокатка с последующим ускоренным контролируемым охлаждением. Вследствие чего, большинство современных толстолистовых станов (ТЛС) оснащены установками контролируемого охлаждения (УКО), которые позволяют осуществлять ускоренное контролируемое охлаждение в потоке стана. Охлаждение в таких установках основано на принципе отведения тепла охлаждающей средой (чаще всего водой), подаваемой на поверхность горячего металла. Скорость и способ подачи воды могут существенно влиять на скорость и равномерность охлаждения, а так же на вероятность коробления листа в результате термических напряжений.

Контролируемое охлаждение позволяет производить термическое упрочнение горячего листа после прокатки. Целесообразность применения УКО на ТЛС обусловлена достижением технологически и экономических преимуществ:

– повышение прочностных свойств проката;

– возможность понижения углеродного эквивалента, вследствие чего улучшение свариваемости (что особенно важно для листов, предназначенных для изготовления сварных труб);

– снижение себестоимости готового проката за счёт уменьшения содержания легирующих элементов;

– повышение производительности ТЛС;

– расширение сортамента.

Все УКО можно разделить на 2 типа систем, по схеме перемещения охлаждаемого листа:



  • одновременного охлаждения: когда подача охлаждающей жидкости осуществляется на всю поверхность раската одновременно. Часто в таких системах для равномерного охлаждения осуществляют возвратно-поступательное перемещение листа.

  • последовательного охлаждения: в данной схеме, охлаждаемый металл последовательно движется через зону охлаждения.

При одновременном охлаждении, возникает проблема ограничения длины раската из-за ограничения длины зоны охлаждения. Благодаря этому, системы данного типа не получили широкого распространения.

По способу подачи воды на поверхность металла, существующие УКО можно разделить на устройства охлаждающие [1-2]:

– струями воды из форсунок (душирующие);

– ламинарными струями;

– водяной завесой;

– водо-воздушной смесью;

– водяной подушкой.

Схемы подачи воды на поверхность раската приведены на рисунке 1.



screenshot 206.png

Рисунок 1. – Способы подачи воды в установках ускоренного охлаждения:

а – душированием; б – ламинарными струями; в – водяной завесой;
г – водо-воздушной смесью; д – водяной подушкой

Современные УКО позволяют реализовать разные технологические режимы охлаждения, которые можно разделить на три основных типа:

1. Ускоренное охлаждение (АСС – Accelerated Controlled Cooling). В УКО происходит интенсивное охлаждение с последующим охлаждением на воздухе. Температура металла при таком режиме не опускается ниже температуры мартенситного превращения. При этом процесс можно разделить на два типа, по интенсивности изменения температуры на мягкий и жёсткий тип охлаждения. Изменение температуры при ускоренном охлаждение показано на рисунке 2.

1.png
Рисунок 2. – Изменение температуры при ускоренном охлаждении (АСС)
Тно – температура начала охлаждения; tо – время охлаждения.

2. Прямая закалка (DQ – Direct Quench). Данный режим характеризуется высокой скоростью охлаждения до температуры ниже температуры мартенситного превращения с последующим отпуском. Изменение температуры по времени при прямой закалке показано на рисунке 3.



2.png

Рисунок 3. – Изменение температуры при прямой закалке (DQ)

Тно – температура начала охлаждения; tо – время охлаждения.

3. Закалка с самоотпуском (DQST – Direct Quench and Self Tempering). Процесс охлаждения в данном случае протекает с высокой интенсивностью, и температура поверхности охлаждаемого металла опускается ниже температуры мартенситного превращения. Затем, за счёт тепла внутренних слоёв металла, температура поверхности поднимается выше линии мартенситного превращения [3]. Изменение температуры при прямой закалке с последующим самоотпуском показано на рисунке 4.



3.png

Рисунок 4. – Изменение температуры при прямой закалке с последующим самоотпуском (DQST)


Тно – температура начала охлаждения; tо – время охлаждения

В 1962 году в Великобритании установку ускоренного охлаждения впервые применили в линии полосового стана в промышленном масштабе. Широкое развитие УКО началось в конце 70-х начале 80-x в Японии. Тогда японский производитель стали NKK Corporation ввёл в эксплуатацию систему ускоренного контролируемого охлаждения “OLAC” (on-Line Acceterated Cooling). В дальнейшем большая часть листопрокатных станов в Японии и в Европе стали оснащать оборудованием УКО, что в свою очередь обуславливает появление разных видов подобных систем. На данный момент можно выделить наиболее распространенные системы:



  • OLAC (on-Line Acceterated Cooling) – ускоренное охлаждение в потоке стана (дальнейшее развитие системы – Super OLAC);

  • MACS (Multipurpose Accelerated Coo1ing System) – система универсального ускоренного охлаждения;

  • KLC (Kobe steel’s Accelerated Cooling) – контролируемая прокатка и ускоренное охлаждение Kobe Steel;

  • DAC (Dynamic Accelerated Cooling) – динамичное ускоренное охлаждение;

  • MACOS (Mannesmann Accelerated Cooling System) – система ускоренного охлаждения Маннесманна;

  • ICS (Intense Cooling System) – система интенсивного ускоренного охлаждения;

  • ADCO (Adjust Cooling) – система регулируемого охлаждения;

  • ACP (Accelerated Cooling Process) – процесс ускоренного охлаждения;

  • HDTLFS (High Density Tube Laminar Flow Cooling)

  • CWC (Curtain Water Cooling) – охлаждение водяной завесой;

  • WPC (Water Pillow Cooling) – охлаждение водяной подушкой.

Каждая система обладает своим собственным комплексом характеристик и особенностей, в частности системы различаются по способу подачи воды на поверхность, по расходу и давлению воды в системе, по размерам зоны охлаждения. Вследствие чего, характеристики систем влияют на технологические параметры процесса такие как, скорость и равномерность охлаждения, скорость перемещения полосы в зоне охлаждения, производительность, ширина диапазона скоростей охлаждения, реализуемые режимы и т.п.

На сегодняшний день основными направлениями совершенствования установок ускоренного контролируемого охлаждения являются:

– выбор оптимального соотношения между объёмами подаваемой воды с верхней и нижней стороны листа, с целью обеспечения равномерного охлаждения и для уменьшения риска коробления металла;

– совершенствование способов подачи воды на поверхность охлаждаемого металла с возможностью дифференцированной подачи воды на разные части листа (кромки, головную, концевую)

– увеличение диапазона скоростей охлаждения, что будет способствовать наиболее универсальному применению УКО и позволит расширить сортамент производимой продукции;

– повышение точности контроля температур в процессе охлаждения;

– выбор оптимальных скоростей перемещения металла в зоне охлаждения, с целью получения максимально равномерного распределения температуры по длине раската;

– снижение энергопотребления установок контролируемого охлаждения.



Литература

  1. Коновалов Ю.В. Справочник прокатчика. Справочное издание в 2-х книгах. Книга 1. Производство горячекатаных листов и полос./ Коновалов Ю.В.
    — М.: «Теплотехник», 2008. — 640с.

  2. Шабалов И.П. Ресурсосберегающие технологии производства толстолистового проката с повышенными потребительскими свойствами./ И.П. Шабалов, З.К. Шафигин, А.Н. Муратов. — М.: «Металлургиздат», 2007. — 352с.

  3. Салганик В.М. Технология производства листовой стали: Учебное
    пособие./ В.М. Салганик, М.И. Румянцев.— Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова», 2013. —320 с.





Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал