Прокатный валок

 

Использование: в прокатном производстве может быть использовано на валках станов горячей или холодной прокатки. Сущность изобретения: прокатный валок состоит из материалов с различными модулями упругости, причем, толщину слоя с меньшим модулем упругости определяют формулой 3i С(1+К), а толщину слоя с большим модулем упругости б2 И(1-К)где С- величина съема металла за одну переточку , мм; И - допустимая величина износа за одну кампанию, мм; К - коэффициент, равный 0,15-0,25. 3 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 21 В 2?/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1154015 (21) 4878143/27 (22) 30.07,90 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР и Мариупольский металлургический институт (72) Л.К.Лещинский, В.П.Иванов, К.К,Степнов, В.П,Лаврик, Ю.M.Êàðàêèí, В.С.Смир.нов, А.А.Маслов и Л.В.Краева (53) 621.771.23(088.,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 995931, кл. В 21 В 27/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1154015, кл. В 21 8 27/02, 1983.

Изобретение относится к прокатному производству, может быть использовано на валках станов горячей или холодной прокатки и является дополнительным к основному по авт. св. hL 1154015.

Долговечность (ресурс работы) прокатного валка определяется допустимым износом слоя, расходуемого в процессе прокатки и при переточках (перешлифовках). В известном устройстве валок имеет многослойную бочку, выполненную по меньшей мере двумя материалами с различными модулями упругости, чередующимися по высоте упомянутого слоя в пределах соотношений 1:1,1:1 — 1:1,5:1, Рабочий слой такого вал ка обладает высокой трещиностойкостью, однако долговечность его недостаточна, поскольку чередование слоев с более высокими и более низкими значениями модуля упругости не учитывает допустимых величин износа за одну кампа„„5U„„1729639А2 (54) ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК (57) Использование: в прокатном производстве может быть использовано на валках станов горячей или холодной прокатки.

Сущность изобретения: прокатный валок состоит из материалов с различными модулями упругости, причем. толщину слоя с меньшим модулем упругости определяют формулой д> = С(1+К), а толщину слоя с большим модулем упругости Bz = И(1-К), где

С вЂ” величина съема металла за одну переточку, мм; И вЂ” допустимая величина износа за одну кампанию, мм; К вЂ” коэффициент, равный 0,15-0,25. 3 табл., 1 ил. нию, а также величины съема металла при переточках (перешлифовках).

Целью изобретения является повышение срока службы прокатного валка и снижение трудоемкости механической обработки валков после каждой кампании прокатки.. Поставленная цель достигается тем, что О ь рабочий слой бочки валка, состоящий иэ ма- (. Д териалов с различными модулями упруго- 0 сти, изменяющимися в пределах

1:1,1:1-1:1,5:1, выполнен таким образом, что толщина слоя с меньшим модулем упругости определена в соответствии с выражением 1 д1 = С(1+К), а толщина слоя с большим модулем упругости равна д2 = И(1 — К), 1729639 где С вЂ” величина съема металла за одну переточку, мм;

И вЂ” допустимая величина износа за одну кампанию (между переточками или перешлифовками) в месте наибольшего нагружения, мм;

К вЂ” коэффициент, учитывающий необходимость уменьшения толщины более твердого слоя и увеличения толщины более мягкого слоя.

Эмпирически установлено, что коэффициент К изменяется в пределах 0,15 — 0,25.

Максимальное количество слоев с толщинами д1 и д2 определено исходя из минимального и максимального диаметров бочки валка в соответствии с выражением „,„, — Ом.. пмакс где дс> — средняя толщина слоя д 81+82 ср п„ „сокругляется до целого значения, причем количество более пластичных слоев п)=п2+1, где п2 — количество более износостойких слоев.

Выбор указанных зависимостей обусловлен следующим.

За время кампании в результате износа рабочего слоя валка расположенный на поверхности более износостойкий слой д2 (перед завалкой верхний слой д1 снимается для устранения неровностей наплавленной поверхности, получения нужного профиля и диаметра) изнашивается, выводя наружу нижележащий более пластичный слой д1 .

Этот слой отличается меньшим сопротивлением механической обработке, которая проводится с целью удаления разгарной сетки, устранения неравномерного износа и получения необходимого профиля бочки.

При переточке (перешлифовке) мягкий слой удаляется и уступает место износостойкому слою, Более того, в результате механической обработки верхняя часть износостойкого слоя дополнительно упрочняется в результате наклепа, что увеличивает ресурс работы слоя.

При соотношении д1 > С(1+К) оставшаяся после обработки значительная часть более мягкого слоя интенсивно изнашивается в процессе прокатки, уменьшая диаметр и производительность прокатки.

К этому же результату приводит соотношение д2 < И(1-К).

В этом случае толщина более износостойкого слоя недостаточна для эксплуатации валка в течение кампании. Если же

8> < С(1+к), а д2 > и(1 — к), при механической обработке будет удалена значительная часть износостойкого слоя, Таким образом, предлагаемая схема

5 расположения слоев представляет собой конструкцию типа "СЭНДВИЧ", выполненную, например, наплавкой, при которой размеры слоев и их чередование выбираются исходя из условий эксплуатации валка и

10 межперевалочного периода (см. чертеж).

Для оценки эффективности применения изобретения, для прокатных валков стана

2000 горячей прокатки, осуществлялась многослойная наплавка на валок иэ стали

15 9ХФ материалов с различными значениями модуля упругости. Согласно известной конструкции валка отдельные слои наплавлялись в соответствующем порядке (см, табл. 1).

20 Соотношение модулей упругости

Е1:Е2,Ез = 1:1,5:1; 1:1,23:1; 1:1,1:1, Толщина каждого слоя определялась в связи с указанными зависимостями:

6) = С(1+К):

25 д2= И(1 — К) при значениях коэффициента К = 0,15; 0,20;

0,25.

Из наплавленных валков вырезались образцы для испытаний на абразивную изнашиваемость толщиной 50 мм и рабочей площадью 60х80. мм. Испытания проводились на установке Хауорта-Бринеля, в качестве абразивного материала использовался сухой измельченный гранит.

Износ определялся потерей веса образца по сравнению с эталоном-образцом аналогичных размеров из стали 45, Трещиностойкость сравниваемых вариантов оценивалась по испытаниям на разгаро40 стойкость(режим нагружения: Tmax = 500 С;

Tannin = 20 С; tvarp = 8,5 с; тохл = =3 0 с).

Результаты испытаний приведены в табл.1.

Из табл.1 видно, что износостойкость

45 предлагаемого варианта конструкции валка выше по К = 0,25. Выход значения коэффициента К за пределы 0,15-0,25 не позволяет реализовать воэможности слоистого материала.

50 Были проведены испытания серии наплавленных слоями 18ХГСА и 25Х5ФМС рабочих валков предлагаемой конструкции.

Наплавка валков производилась на наплавочной установке АД-231, общее количе55 ство наплавленных слоев составило 15, из которых 25ХФМС-7; 18ХГСА — 8.

В качестве электродов использовались горячекатанные ленты размером 40х1 мм, флюс марки АН-60, В результате анализа

1729639 Т аблица 1

Разгаростойкость, количество циклов теплосмен

Коэффициент износостойкости

Значения коэффициента К

Вариант наплавки и типы сплавов слоев

1926

1938

1888

1823

1,30

1,45

1,55

1,25

1,35

1,45

1,32

1,43

1,54

2,35

2,55

2,60

0,15

0,20

0,25

0,15

0,20

0,25

0,15

0.20

0,25

0,15

0,20

0,25

Таблица 2 стойкости валков, наплавленных по базовой технологии, было установлено, что в среднем диаметр валка за кампанию уменьшается на 10 мм, в том числе износ составляет

6,5 мм, а съем при механической обработке 5

3,5 мм. Расчет предлагаемой толщины износостойкого слоя с учетом повышения стойкости валков показал, что величина износа

И = 4,5 мм. Толщина слоя на переточку сохраняется прежней. 10

По предлагаемым формулам был произведен расчет толщин наплавленных слоев, Величина коэффициента К была принята

0,2; д1 = 3,5(1+0,2) = 4,2 мм; дг = 4,5(1-0,2)

= 3,6 мм. Суммарная толщина д, = д1 + д2- 15

=4,2+ 3,6 = 7,8 мм. Получение необходимых толщин слоев осуществлялось путем подбора соответствующих режимов наплавки (табл.2).

В табл.3 представлены результаты экс- 20 плуатации валков предлагаемой конструкции в сравнении с базовым вариантом.

Таким образом, при прежней длитель. ности кампании прокатки срок службы на25

По известной конструкции валка:

1) 10X11H20TÇP

2) 10Х7МВФВР

3) 10Х11Н20ТЗР.

1) 18ХГСА

2) 25Х5ФМ.С

3) 18ХГСА

1) 19H9MBFiT

2) 15Х11МФ

3) 19Н9МВБТ

1) 31Х19Н9МВЕТ

2) 15Х11МФ

3 31Х19Н9МВБТ плавленных валков увеличивается в 1,4 раза, Формула изобретения

Прокатный валок по авт. св. N. 1154015. отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы валка и снижения трудоемкости механической обработки валков после каждой кампании прокатки, толщину слоя с меньшим модулем упругости определяют иэ выражения д1 = С(1+К), мм, а толщину слоя с большим модулем упругости — иэ выражения д2 = И(1-К), мм, где С вЂ” величина съема металла за. одну проточку, мм;

И вЂ” допустимая величина износа за одну кампанию (между переточками) в месте наибольшего нагружения, мм;

К вЂ” коэффициент, учитывающий необходимость уменьшения толщины более твердого слоя и увеличения толщины более мягкого слоя, К = 0,15-0,25.

1729639

Таблица 3

Si =С(1 к) б2 =и//-K) 1 2 б

Составитель В. Иванов

Редактор Н. Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 1463 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101