Прокатный валок
1. ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК, содержащий бочку с многослойным рабочим слоем из материалов с различным модулем упругости смежных слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса валков путем повыщения сопротивления термическим ударам, рабочий слой выполнен с соотношением модулей упругости смежных слоев, равным 1:1, 1:1 - 1:1, 5:1. 2. Валок по н. 1, отличающийс я тем, что, с целью улучшения :)ффективности удаления окалины, внешняя образующая бочки выполнена в виде синусоиды со следующими параметрами; 7i/Dg - 1/50 - 1/500 и 1/3 - 1/14 где X - длина волны;, Ь - высота выступов внешней образующей бочки; DJ, - номинальный диаметр бочки валка. (/)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (E9) (I! ) 4(1) В 21 В 27/02 опислник изоьгкткния
glue, 7
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3601421/22 — 02 (22) 09.06.83 (46) 07.05.85. Бюл. N 17 (72) К. К. Степнов, Л. К. Лещинский, В. Г. Вендрик, Э. Н. Шебаниц, А. К, Голубченко и К. Л. Яртыбаш (71) Ждановский металлургический институт (53) 621.771.23 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 624665, кл. В 21 В 27/02, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР И 1037979, кл. В 21 В 27/02, 1981. (54) (57) 1. ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК, содержащий бочку с многослойным рабочим слоем иэ материалов с различным модулем упругости смежных слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса samos путем повышения сопротивления термическим ударам, рабочий слой выполнен с соотношением модулей упругости смежных слоев, равным
1:1, 1:1 — 1:1, 5:1.
2, Валок по п. l, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения эффективности удаления окалины, внешняя обраэу1ощая бочки выполнена в виде синусоиды со следующими параметрами; ъф.— 1/50 — 1/500 и
a )g< — 1/3 — 1/14 где % — длина волны;
h — высота выступов внешней образующей бочки;
1) — номинальный диаметр бочки валка. ь /US 1/3 — 1/14 где я — д>пша волны;
5 -- высота выступов внешней образую1цей бочки;
3@ — номииальньш диаметр бочки валка.
Повышение стойкости рабочего слоя против усталостного разрушения при динамических и термических нагрузках, носящих циклический характер, достигается в предложенной конструкции валка за счет его многослойности и порядка наложения слоев.
Чередова1п1с слоев с различными уровнями модуля упругости позволяет получить рабочий слой, хорошо сопротивлякпцийся воздейо ствию 1>acwaJICIIEIoro до 1100 — 1250 С №5
»5¹ni5
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в рабочих клетях станов горячен прокатки.
Известен прокатный валок, внешняя образующая бочки которого выполнена в виде синусоиды (1) .
11ецос>атком этого валка является быстрое изпапгивание гребней синусоиды, что приводит к увеличению перевалок валков и дополнительных трудозатрат на восстановление профи- 10 ловки бочки.
1(аиболее близким к предлагаемом1 по технической сущности и достигаемому резуль-: .— ту является прокатньш валок, содержащий бочку с многослойным рабочим слоем из материалов с 1>азлич11ым модулем упр>:ости смежнь1х слоев (2), Недостаток известного валка заключаезся в том, что гладкая поверхность бочки не способствует удалепшо окалины, а поскольку в нем>0 нерегламснтируется соотношение слоев бочки по велич>ше модуля упругости, oEI имеет ю1зкую износостойкость рабочей поверхности к усталостному 1>азрушени10 В Виде трещин, разгара и отколов, вызванных плохой сопротивляемостью термическим ударам. Это снижает ресурс валка.
Цель изобретения — повт пление ресурса валков путем повышения сопротивления термическим уцарам и улучшение эффективности удаления окалины.
Поставленная цель достигается тем, что в прокатном валке, содер>кащсм бочку с многослойным рабочим слоем нз материалов с разлип>ым модулем упругости смежных
35 слоев, рабо шй слой выполнен с соотношением модулей упругости смежных слоев, равным:
1:1,1: — 1:1,5:1.
Кроме того, внецшяя образующая бочки выполнена в виде синусоиды со следующими. №О параметрами (3 — 1/50 — 1/500 и металла, охлаждающей жидкости и напряжениям смятия и скола, возникающиМ при прокатке.
Порядок чередования слоев при получении износоустойчивого рабочего слоя различного состава предлагается слецуюший, Вначале наносится на ось валка материал с высоким уровнем пластических и прочностных характеристик, т. е. с более низким модулем упругости. Это позволяет получить хорошее сцепление рабочего слоя с осью валка, изготавливаемого обычно иэ эакаливающихся средне- и высокоуглеродистых сталей, и избе>кать отколов и отслоений его при эксплуатации. Далее наносится средний или глубинный слой, материал которого имеет более высокий уровень величины модуля упругости по сравнению с материалом предыдущего переходного или буферного слоя. Он является основным слоем, воспринима1ощим динамические нагрузки, и хорошо сопротивляется воздействию напряжений смятия, сдвига и скола, которые приводят к интенсивному разрушению рабочего слоя.
Следую>цим наносится поверхностный слой, непосредственно контактирующий с прокатываемым металлом и воспринимающий основные термические нагрузки. 3а счет высокой пластичности и достаточной прочности материала этого слоя с низким уровнем модуля упругое. ти, равным модулю упругости материала переходного слоя, происходит снижение напряжений растяжения и сжатия, обусловленных упруп>ми деформациями, и вызывающих усталостпое разрушение материала в виде трещин разгара. Релаксация разрушающих напряжений, т. е. гашение их в глубине поверхностного слоя, позволяет приостановить распространение циклических термических напряжеш.1й и воздействие их на основной глубинный слой, имею1ций высокую прочность, но недостаточно хорошо сопротивллющий1ся термическим ударам.
Примерами выполнения валков предлагаемой конструкции являются валок слябинга 1150 и валок чернового окалиноломателя стана горячей прокатки 1700.
На чертеже изображен предлагаемый валок, общий вид; на фиг. 2 — то же, второй вариант исполнения.
Оси бочек валков изготовлены из сталей
50ХН и 9XG>, Рабочий слой, наплавляемый на бочку, составлен по трем вариантам чередования различных материалов в указанных пределах соотношения величин модулей упругости.
По первому варианту буферный переходной слой из стали типа 31Х19Н9МВБТ, глубинный, основной слой из стали типа 15Х11МФ, поверхностный слой тоже из стали типа
1154015
Составитель Ю. Лямов
Техред С.Легеза
Редактор Н. Данкулич
Корректор А. Зимокосов
Подписное
Заказ 2578/9
Тираж 549
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская цаб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
31Х19Н9МВБТ. Соотношение величин модулей упругости этих сталей ?,05 I 0
2,28 1О . 2,05 1О"- МП =- 1:1,1:l. По s.рому варианту буферный слой — сталь типа
35ХМОА, глубишп|й слой — сталь типа
10Х7МВФБР,поверхностный слой -- сталь типа
18Х2Н4В при соотношении величин модулей упругости 2,00 !0: 2,46 ° 10:2,00 10 =
1:1,23: l. Пя третьему варианту буферный слой . сталь типа 10Х11Н20ТЗР, глубинный слой — !О сталь типа IОХ7МВФБР, поверхностный слойсталь типа 1ОХ11Н2 УГЗР, при соотношении величин модулей упругости 1,64 10 МПа:
:2,46 ° 10 МПа: 1,64 10 МПа — 1:1,5:l.
При выполнении рабочего слоя с соотно- 15 шением модулей упругости составляющих материалов ниже 1:1,1:1, сопротивляемость его изнашиванию и термическому растрескива нию существенно не увеличивается по сравнению с рабочим слоем из одного материала;
Если же соотношение модулей упругости материалов рабочего слоя превышает
1:1,5:1, то. значительное различие их физических характеристик приводит к снижению прочности сцепления слоев и более быстрому разрушению рабочей поверхности валка.
Эксплуатация валка, изготовленного по первому варианту для стана 1700, показала повышение его работоспособности в 1,2 раза по сравнению с валком упрочненным слоем
30 одного состава. Валок с рабочим слоем, исполненным по третьему варианту, имел, работоспособность выше в 1,1 раза.
Оптимальным вариантом для валков горячей прокатки является второй вариант подбарки материалов рабочего слоя. В этом случае работоспособность валка увеличивалась в 1,5 раза.
Параметры синусоидального профиля бочки валка имели следующие значения: для валков чернового окалиноломателя при диаметре бочки Х38 900 мм 9 = 64 мм, Ь вЂ” 1,8 мм, а соотношение Я/08,= 1/14 и а/118 — 1/500; для вертикальных валков слябинга при диаметре бочки 28= 900 мм, Я = 300 мм, а = 18 мм, а соотношением/О = — 1/3 и
g /gal - 1/50, "" Оптимальным соотношением при 28 = 900 мм
Ъ
1 являются h = 150 мм, а д 6 мм
3/28 — 1/б и 0./08 — 1/150.
Расположение выступов и впадин на поверхности бочки валка симметрично ее середине.
При эксплуатационных испытаниях .валков с рабочим слоем, выполненным по предлагаемому соотношению физических характеристик составляющих материалов и параметров криволинейной поверхности бочки, установлено повышение качества проката за счет увеличения эффективности процесса удаления окалины с поверхности листа, при этом снизился брак продукции по таким; дефектам как закаты и плены.
3а счет повышения износостойкости и разгаростойкости рабочего слоя валков предлага емой конструкции увеличилась работоспособность валков, Удельный расход валков по этим станам снизился на 0,02 кг/т проката.
