Валок горячей прокатки

 

ВАЛОК ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, состоящий из шеек и бочки с поверхностньм слоем отбела, отличающийс я тем, что, с целью увеличения срока службы валка за счет повьшения его стойкости, глубина слоя отбела составляет 0,11-0,12 радиуса валка. «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

cauw

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3С59 В 21 В 27 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В АВТОАТВОВО CNCCIEIICCTEV

ЯВЬ, (219 3625096/22-02 (22) 22.07.83 (46) 15.08.84. Бюл. У 30 (72) В.П.Полухин, В.ААНиколаев, Н.М.Шуляк, Н.А.Будагьянц, А.Е.Руднев, Д.И.Исиров, А.К.Голубченко и С.А.Антонова (71) Московский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 621.771.23(088.8) (56) 1. Кривошеев А.Е. Литые валки.

М., Металлургиздат, 1957, с. 175-176.

2. Королев А.А. Механическое обо" рудование прокатных цехов. М.. "Метал. лургия". 1965. с. 106-107. (54) (57) ВАЛОК ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, состоящий из шеек и бочки с поверхностньм слоем отбела, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы валка за счет повышения

его стойкости, глубина слоя отбела составляет 0,11-0,12 радиуса валка.

1107916

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к литым чугунным валкам непрерывных широкополосовых станов горячей прокатки, и может быть применено на листовых и сортовых прокатных станах.

Известен чугунный валок с рабочим, слоем, твердость которого по его глубине одинакова L13. . 10

Недостатками такого валка являются низкие износостойкость и прочность вследствие наличия таких литейных пороков, как усадочная раковина, по-, ристость, грубая и неоднородная струк-15 тура, значительная ликвация.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является валок горячей прокатки, состоящий из шеек ° и бочки с поверхностным слоем отбела,>0 величина слоя отбела составляет не более 0,05 радиуса валка С2 3.

Одним из недостатко . известного валка является его низкая стойкость., Это связано с тем, что глубина слоя отбела, равная 0,05 радиуса валка, недостаточна. При такой величине слоя отбела максимум неблагоприятных растягивающих напряжений, при которых происходит разрушение валка в виде отслоений, располагается на »езначительном расстоянии от поверхности бочки валка. Например, в чистовой группе непрерывного широкополосового е стана 1700 горячей прокатки длина

35 дуги контакта рабочих валков с полосой составляет 40-50 мм, что больше глубины максимальных скалывающих напряжений, возникающих от действия температурных, механических и оста40 точных напряжений. Максимальные скалывающие напряжения располагаются в этом случае в области структуры, характерной для серого чугуна с низкой твердостью (около 30 ед. по Шору), вследствие чего происходят отколы поверхности валка, снижающие его стой кость.

При этом возможное уменьшение катающего диаметра рабочих валков из-за переточек невелико и лимитируется указанной величиной отбела, в то вре мя как конструктивные размеры валка позволяют вести прокатку с переточками, значительно превышающими эту величину отбела. 55

Кроме того, при образовании сетки разгара из-за небольшой глубины слоя отбела трещины проникают практически на всю глубину слоя отбела, что приводит к окончательному выходу валка из строя и также снижает стойкость валка.

Целью изобретения является увели" чение срока службы валка за счет повышения его стойкости.

Указанная цель достигается тем, что у валка горячей прокатки, состоящего из шеек и бочки с поверхностным слоем отбела, глубина слоя отбела составляет 0,11-0,12 радиуса валка.

На фиг, 1 представлена номограмма распределения остаточных напряжений (осевьгх или тангенциальных) в поперечном сечении валка в зависимости от глубины их залегания, на фиг.2зависимость приведенной стойкости валка от относительной глубины слоя от бела.

На чертеже приняты следующие обозначения: — величина, соответствующая глубине слоя отбела у валков известной конструкции (= 0,04-0,05);

Ь 1

d — величина, соответствующая относительной глубине слоя отбела у валков предлагаемой конструкции (— = 0,11-0,12)

8 — эпюра распределения остаточных напряжений по сечению валка при относительной глубине

1 слоя отбела = 0.04-0,05; и — эпюра распределения остаточных напряжений по сечению валка при относительной глубиt не слоя отбела — = О, 11-0, 12; глубина слоя отбела, мм, Р— радиус валка, мм; îï величина остаточных напряжений, ГПа.

На фиг. 2 представлена зависимость приведенной стойкости валковЧ,q от относительной глубины слоя отбела Область (фиг. 2) соответствует валкам известнои конструкции, у которых относительная глубина слоя отбела I — 0,04-0, 05 а область 11 — валкам предлагаемой конструкции, у которых относительная глубина слоя отбела = 0,11-0,1".

1107916

Предлагаемый валок горячей прокатки 1 (фиг. 1) работает следующим образом.

На обычном стенде производят сборку валка с подшипниками и подушками; после чего одним из известных способов заваливают в клеть. После завалки в клеть пары валков 1 и настройки в зазор между ними задают подкат . и производят прокатку. После износа валков 1 или перехода на другой профиль их удаляют из клети и разбирают на стенде в обратном порядке.

Номограмма распределения остаточ- ных напряжений рассчитана на ЭВМ на основе термокинетической диаграммы кристаллизации и фазовых превращений валковых чугунов.

Номограмма получена наложением графика зависимости остаточных напря" жений, откладываемых по вертикали в зависимости от доли радиуса . hR, откладываемой по горизонтали, на поперечное сечение валка 1, вертикальной и горизонтальной осями симметрии которого являются диаметры. Положительные значения остаточных напряжений (растягивающих) отложены выше горизонтальной оси симметрии валка 1, а отрицательные (сжимающих) — ниже.

Эпюры распределения растягивающих остаточных напряжений имеют максимум на расстоянии от поверхности валка равном примерно 0,22 R, или 0,78 4. от центра симметрии валка. Абсолютное значение максимума неблагоприятных растягивающих напряжений, при которых происходят отколы (отслоения) поверхностного слоя, при относительной глубине слоя отбела — = 0.04t

0.05 составляет 0,32 ГПа {32 кг/мм ), а при относительной глубине слоя отбела - = О. 11-0.12 оно, в 2 раза меньше и составляет 0,16 ГПа (16 кг/мм ). Это свидетельствует о том, что распределение нежелательных растягивающих напряжений по сечению предлагаемого валка 1 более благоприятное.

Зависимость. приведенная ня Фиг.2 получена на основе статистического обобщения работоспособности рабочих валков станов горячей поокатки с различным диаметром бочки.

Привепенная стойкость валков Ч

5 выражется отношением количества ме° галла. прокатанного на валках с лю ой относительной глубиной слоя отрела ср, к количеству металла, прокатанного на валках известной конструкции (ф = 0,04-0,05) — о .

Из графика(фиг. 2) видно, что максимальная величина приведенной стойкости достигается при — = О, 11-0, 12 (область П ) и что она примерно в

-2.5 раза выше привелепной стойкости валков известной конструкции с .Ь

= 0.04-0.05 (область Х ). При относительной глубине слоя отбела. мень- .

20 шей 0,11 радиуса, приведенная стойкость валков резко уменьшается и при 0,04-0,05 радиуса достигает значения 0,9-1,0. При относительной глубине слоя отбела, большей 0,12 радиуса, приведенная стойкость валков также резко уменьшается и при относительной глубине слоя отбела

0,16-0,18 радиуса достигает значения 0,5-0,6.

30 Валок горячей прокатки с глубиной слоя отбела, равной от 0,11-0,12 радиуса валка, имеет по сравнению с известным валком стойкость в 2,5 раза выше, что позволяет более полно использовать катающий диаметр при естественном износе и ликвидировать термические трещины, растягивающие напряжения у него располагаются в

° области более пластичного материала, 40 что исключает появление усталостных трещин при многоцикловом нагружении валка. Этим достигается оптимальный ресурс долговечности валка горячей прокатки.

Таким образом, предлагаемый валок горячей прокатки с глубиной слоя отбела 0,11-0,12 радиуса валка позволяет повысить стойкость примерно в

2,5 раза.

Экономический эффект от внедрения изобретения на непрерывном широкополосовом стане l700 прокатки составляет 210 тыс. руб. в год.

1107916

2, 5, Редактор H.Швцдкая

Заказ 5813/8 Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ф

430

Составитель В. Васильева

Техред А. Ач Корректор А.фоври