Способ эксплуатации рабочего валка

 

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к эксплуатации рабочих валков, и может быть использовано на непрерывных многоклетевых станах кварто холодной прокладки листовой стали. Способ эксплуатации рабочего валка многоклетевого непрерывного стана включает чередование его работы в клети с перешлифовками и перестановки по клетям, начиная с последней, по мере снижения твердости бочки. Техническая задача состоит в повышении стойкости валка. Для этого перестановку валка в другую клеть производят при снижении твердости бочки на 1-4 ед. НSD, причем после работы в последней клети валок переставляют во вторую клеть и далее последовательно по клетям по направлению прокатки. Завершают эксплуатацию валка после перестановки его из последней в первую клеть стана. 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к эксплуатации рабочих валков, и может быть использовано на непрерывных многоклетевых станах кварто холодной прокатки листовой стали.

Известен способ эксплуатации рабочего валка непрерывного стана кварто холодной прокатки полос. Способ включает чередование работы валка в клети с перешлифовками. По мере снижения диаметра и твердости бочки валка (вследствие износа и перешлифовок), валок переставляют по клетям, начиная с последней, против направления прокатки [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает высокой стойкости рабочего валка.

Известен также способ эксплуатации валка, включающий его работу в клети, определение величины износа и перешлифовку бочки после каждой вывалки из клети, причем съем при перешлифовке составляет 1,7 - 2,2 максимальной величины износа. По мере уменьшения диаметра и твердости бочки, валок переставляют против направления прокатки из чистовых клетей в черновые [2].

Указанный способ также не обеспечивает высокую стойкость валка, что снижает эффективность прокатного производства.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации рабочего валка непрерывного 5-клетевого стана кварто холодной прокатки полос, включающий чередование его работы в клети с перешлифовками и перестановки по клетям, начиная с последней, против направления прокатки по мере снижения диаметра и твердости бочки валка. В процессе эксплуатации рабочий валок переставляют по клетям по следующему маршруту: клеть 5 - клеть 4 - клеть 3 - клеть 2 - клеть 1 [3] - прототип.

Недостаток известного способа состоит в том, что при такой эксплуатации не используется с максимальной эффективностью активный слой бочки. В результате валок имеет низкую стойкость.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением состоит в повышении стойкости валка.

Указанная задача решается тем, что в способе эксплуатации рабочего валка многоклетевого непрерывного стана, включающем чередованием его работы в клети с перешлифовками и перестановками по клетям, начиная с последней, по мере снижения твердости бочки согласно изобретению перестановку валка производят при снижении твердости его бочки на 1-4 ед. HSD, причем после работы в последней клети валок переставляют во вторую клеть и далее последовательно по клетям по направлению прокатки, и завершают его эксплуатацию после перестановки из предпоследней клети в первую клеть стана.

Отличия последнего способа состоят в том, что перестановку валка в другую клеть производят при снижении твердости его бочки на 1-4 ед. HSD, тогда как в известном способе величина снижения твердости не определена. В предложенном способе после работы в последней клети валок переставляют во вторую клеть стана и далее последовательно по клетям по направлению прокатки, а в известном - валок последовательно переставляют по клетям против направления прокатки от последней клети к первой. И, наконец, в предложенном способе завершают эксплуатацию валка после перестановки из предпоследней клети в первую, а в известном - из второй клети в первую.

Указанные отличительные признаки обеспечивают решение технической задачи изобретения, состоящей в повышении стойкости валка.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Режим эксплуатации рабочего валка должен обеспечивать, с одной стороны, высокое качество прокатываемых полос, а с другой - высокую его стойкость. Помимо естественного износа, обусловленного контактным трением с опорным валком и с полосой в очаге деформации, стойкость валка существенно зависит от повреждений, которые он получает в клети. Так, для удаления повреждений типа "порез" и "навар", происходящих в случаях разрывов полосы в стане, необходимо при перешлифовке снимать с бочки слой металла толщиной 0,5-3 мм, что составляет до 15% всего активного слоя. Характерно также то, что с понижением твердости бочки глубина проникновения повреждений в бочку валка уменьшается.

Поскольку качество холоднокатаной полосы окончательно формируется в последней клети стана, скорость деформации в которой наибольшая, а металл, поступающий в эту клеть имеет высокую твердость и прочность из-за наклепа в предыдущих клетях, новый валок начинают эксплуатировать именно в последней клети стана. Перед последней клетью стана велика вероятность обрывов полосы и травмирования поверхности валков, в результате чего в активном случае бочки происходит постепенное накопление усталостных явлений и повреждений. Поэтому если валок продолжать использовать в последней клети стана после снижения твердости бочки на 1-4 ед. HSD, его поверхность начнет разрушаться, стойкость валка и качество холоднокатаной полосы снизятся.

По этой причине валок переводят во вторую клеть непрерывного стана, которая работает на более низкой скорости и обжимает менее наклепанный металл. При работе во второй клети валок, сохраняющий высокую твердость, не получает повреждений, т.к. обрывы полосы перед второй клетью маловероятны. Съем активного слоя при этом минимален, валок имеет высокую стойкость. В процессе перешлифовок валка происходит постепенное снятие слоя бочки с повреждениями, которые валок приобрел в процессе работы в последней клети. После уменьшения твердости его бочки еще на 1-4 ед. HSD валок переводят в следующую клеть по направлению прокатки, т.е. в 3-ю. Вероятность обрывов полосы и образование повреждений валка в этой клети возрастают, но поскольку твердость бочки уменьшается, глубина проникновения повреждений типа "порез" и "навар" уменьшается, что способствует уменьшению толщины слоя, который необходимо снимать при перешлифовках, и повышению стойкости валка.

В дальнейшем, по мере снижения твердости бочки на 1-4 ед. HSD и уменьшения за счет этого глубины проникновения дефектов, валок последовательно переставляют по направлению прокатки до предпоследней клети стана. Из предпоследней клети валок с почти выработанным активным слоем, имеющим низкую твердость, переставляют в наименее ответственную первую клеть стана. В первой клети стана изношенный валок не оказывает влияния на качество прокатываемой полосы, что позволяет вести его эксплуатацию до полной выработки активного слоя.

Экспериментально установлено, что если перестановку производить при снижении твердости бочки валка менее чем на 1 ед. HSD, то не достигается полного использования ресурса валка. В случае, если перестановку производить при снижении твердости более, чем на 4 ед. HSD, стойкость валка снижается, ухудшается качество прокатываемых полос.

Примеры реализации способа Пару новых рабочих валков с диаметром бочки 610 мм и с твердостью 98 ед. HSD заваливают в последнюю, 6-ю клеть пятиклетевого непрерывного стана 2030 бесконечной холодной прокатки, и производят прокатку стальных полос толщиной 0,4-1,8 мм с периодическими перешлифовками валков и изменением их твердости. После 11 перешлифовок диаметр бочек рабочих валков 5-й клети уменьшается до 604 мм, а твердость бочек снижается на величину ΔHSD = 2,5 ед., т.е. до 95,5 ед. HSD В этом случае рабочие валки переставляют во 2-ю клеть стана и продолжают их эксплуатацию. После 9 перешлифовок диаметр их бочек уменьшается до 599 мм, а твердость составляет 93 ед. HSD. Поврежденный при работе в 5-й клети слой бочки в процессе перешлифовок оказывается полностью удаленным. При этом поскольку твердость бочки в процессе эксплуатации во второй клети уменьшилась еще на 2,5 ед. HSD, валки из 2-й клети переводят по направлению прокатки в следующую, т.е. 3-ю клеть стана, за счет уменьшения твердости бочки, обрывы полосы перед 3-й клетью не вызывают глубоких повреждений в точках рабочих валков.

Работу валков в 3-й клети чередуют с перешлифовками. После уменьшения диаметра валков с 599 до 595 ед. и твердости их бочки на величину ΔHSD = 2,5 ед., т.е. с 93 ед. HSD до 90,5 ед. HSD, валки переводят далее по направлению прокатки из 3-й клети в 4-ю.

Работу валков в 4-й клети также чередуют с перешлифовками с уменьшением их диаметра от 595 до 591 мм. Твердость бочки при этом еще уменьшается на ΔHSD = 2,5 ед., т.е. с 90,5 до 88 ед. HSD. Такое снижение твердости говорит о необходимости перевода валков из предпоследней, 4-й клети стана в 1-ю клеть, где условия работы валков наименее ответственны.

В 1-й клети эксплуатацию валков ведут до полной выработки активного слоя бочки. После 8 перешлифовок твердость бочки уменьшается до 80 ед. HSD, что ниже допустимого уровня и валки становятся не пригодными к дальнейшей эксплуатации. При указанном регламенте эксплуатации удельный расход валков составляет 1,35 кг на тонну проката.

Варианты реализации предложенного и известного способов эксплуатации рабочего валка представлены в таблице (см. в конце описания).

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) стойкость валков возрастает, а их удельный расход снижается. В случае запредельных значений заявленного параметра или изменения маршрута перестановок (варианты 1 и 5) стойкость валка снижается. Также более низкая стойкость валка достигается при реализации способа-прототипа (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что разработанный регламент эксплуатации учитывает особенности работы и повреждаемости валков в клетях непрерывного стана холодной прокатки, что позволяет наиболее эффективно расходовать активный слой валка при одновременном обеспечении высокого качества холоднокатанных полос.

За базовый объект принят способ-прототип, использование предложенного способа обеспечит повышение уровня рентабельности производства холоднокатаной листовой стали на 4-6%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения 1. Полухин П.И. и др. Тонколистовая прокатка и служба валков. М.: Металлургия, 1967, с. 284-285 2. Авт. св. СССР N 1342549, МПК B 21 B 28/02, 1987.

3. Пименов А.Ф. и др. Холодная прокатка и отделка жести. М.: Металлургия, 1990, с. 147-149 - прототип.

Формула изобретения

Способ эксплуатации рабочего валка многоклетевого непрерывного стана, включающий чередование его работы в клети с перешлифовками и перестановки по клетям, начиная с последней, по мере снижения твердости бочки, отличающийся тем, что перестановку производят при снижении твердости бочки на 1 - 4 ед. HSД, причем после работы в последней клети валок переставляют во вторую клеть и далее последовательно по клетям по направлению прокатки, и завершают его эксплуатацию после перестановки из предпоследней в первую клеть стана.

РИСУНКИ

Рисунок 1