Способ эксплуатации прокатного валка

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на станах холодной прокатки листовой стали. Способ включает многократно повторяемую последовательность операций: шлифование бочки, сборку с подушками на подшипниковых опорах, работу в клети и разборку. Технический результат изобретения состоит в повышении стойкости прокатного валка и подшипниковых опор. Для этого после работы в клети валок с подушками обрабатывают струями воды с температурой 65 - 95°С под давлением 25 - 45 ати в течение 2 - 7 мин, при этом валок с подушками перемещают возвратно-поступательно со скоростью 1,2 - 1,8 м/мин в зоне действия струй воды. 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на станах для холодной прокатки листовой стали.

Известен способ эксплуатации прокатного валка, включающий его очистку с помощью струй воды высокого давления, подаваемых под углом 3-10^o к нормали поверхности валка. Очистку валка осуществляют в паузах между прокаткой полос [Патент США N 5460023, МПК В 21 В 28/02, 1995 г.].

Недостаток известного способа состоит в том, что при такой технологии эксплуатации происходит накопление усталостных явлений в рабочем слое бочки и подшипниковых опорах. В результате происходит преждевременное разрушение бочки и подшипниковых опор.

Известен также способ эксплуатации прокатного валка, включающий его работу в клети, вывалку, выдержку и перешлифовку, причем после вывалки валок выдерживают при температуре 50-70^oC, перешлифовывают, а затем подвергают обкатке в клети с радиальной нагрузкой 50-80 кгс/мм² в течение 10⁴-10⁵ циклов нагружения [Авторское свидетельство СССР N 1251990, МПК В 21 В 28/02, 1986].

При таком способе эксплуатации имеет место накопление усталостных явлений в бочке валка и, в особенности, в его подшипниковых опорах. Это приводит к повышенному расходу валков и подшипниковых опор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации прокатного валка, включающий шлифование его бочки с помощью абразивного круга, работу в клети и разборку. Указанная последовательность операций многократно повторяется до полной выработки активного слоя бочки или до повреждения шейки валка вследствие разрушения его подшипниковой опоры [Л. И.Боровик, А.И. Добронравов Технология подготовки к эксплуатации валков тонколистовых станов. М., Металлургия, 1984 г., с. 10-11, 24-25, 50-51, 66-67 - прототип].

Недостаток известного способа состоит в низкой стойкости валка и подшипниковых опор из-за интенсивного накопления усталостных явлений в его бочке и подшипниковых опорах, приводящих к их преждевременному разрушению.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении стойкости прокатного валка и подшипниковых опор.

Указанная техническая задача решается тем, что в известном способе эксплуатации прокатного валка, включающем многократно повторяющуюся последовательность операций: шлифование бочки, сборку с подушками на подшипниковых опорах, работу в клети и разборку, согласно предложению, после работы в клети валок с подушками обрабатывают струями воды с температурой 65-95^oC под давлением 25-45 ати в течение 2-7 мин, при этом валок с подушкой перемещают возвратно-поступательно со скоростью 1,2-1,8 м/мин в зоне действия струи воды.

Сущность изобретения состоит в следующем. При работе валка в клети в его бочке и подшипниковых опорах происходит непрерывное накопление усталостных явлений, приводящих к разрушению бочки и поломкам подшипников. Кроме того, валок и подшипниковые опоры загрязняются технологической смазкой, частицами металла, остатками травильного раствора с полосы. Загрязнение также способствует повышению расхода валков и преждевременному выходу из строя подшипниковых опор.

Обработка вываленного из клети валка с подушками струями воды с температурой 65-95^oC под давлением 25-45 ати в течение 2-7 мин с возвратно-поступательным перемещением валка с подушками со скоростью 1,2-1,8 м/мин в зоне действия струй воды способствует быстрому и равномерному нагреву валка, подушек, подшипниковых опор и протеканию процесса низкотемпературного отдыха наклепанного слоя бочки, тел качения и обойм подшипниковых опор. В результате происходит залечивание усталостных микротрещин и полное восстановление работоспособности валка и подшипниковых опор. Одновременно с этим струи горячей воды производят очистку валка и подушек, удаляя остатки технологической смазки, продукты износа, остатки травильного раствора. Это также способствует повышению стойкости валка и подшипниковых опор.

Экспериментально установлено, что если температура воды будет менее 65^oC или давление струи меньше 25 ати, то залечивания усталостных микротрещин в бочке валка и подшипниковых опорах не происходит. Увеличение температуры выше 95^oC или давления более 45 ати не приводит к дальнейшему повышению стойкости валка и подшипниковых опор, а лишь увеличивает энергозатраты.

Сокращение времени обработки валка с подушками менее 2 мин не обеспечивает прогрева его активного слоя бочки и тел качения подшипников, что сокращает срок их службы. Кроме того, за время менее 2 мин не удается удалить загрязнения с валка и подушек. Увеличение времени обработки более 7 мин приводит к нерациональному расходу энергии и поэтому нецелесообразно.

При скорости возвратно-поступательного перемещения валка с подушками в зоне действия струй воды менее 1,2 м/мин разогрев бочки и подшипниковых опор неравномерен, что снижает их стойкость. Увеличение этой скорости более 1,8 м/мин приводит к неполному удалению загрязнений с валка и подушек.

Примеры реализации способа.

Рабочий валок стана кварто 2030 устанавливают на вальцешлифовальный станок и производят шлифование бочки вращающимся абразивным кругом. Затем рабочий валок снимают со шлифовального станка и на специальном стенде на его шейках монтируют подушки с подшипниковыми опорами. В сборе с подушками рабочий валок заваливают в 4-ю клеть пятиклетевого стана 2030 и осуществляют холодную прокатку стальных полос сечением 0,7-1700 мм с подачей к валкам и полосе смазочно-охлаждающей жидкости, представляющей из себя эмульсию минерального масла в воде.

После прокатки 700 т металла рабочий валок с подушками вываливают из клети и помещают на тележке с приводом для перемещения в герметичную камеру, оснащенную 48 соплами для подачи горячей воды.

Включают привод тележки для ее возвратно-поступательного движения со скоростью V = 1,5 м/мин внутри камеры. Одновременно с этим к соплам подают воду с температурой t - 80^oC под давлением P = 35 ати и осуществляют обработку струями горячей воды под давлением рабочего валка и подушек. За счет возвратно-поступательного перемещения рабочего валка с подушками в зоне действия струй происходит равномерный нагрев бочки и подшипниковых узлов, а также полное удаление загрязнений. После τ = 4,5 мин обработки струями горячей воды процесс прекращают, рабочий валок извлекают из камеры, производят разборки подушек, а валок вновь устанавливают на вальцешлифовальном станке, замыкая цикл эксплуатации. Указанные циклы повторяют до полной выработки активного слоя бочки. Благодаря обработке рабочего валка с подушками после прокатки струями воды с регламентированными параметрами стойкость рабочего валка и подшипниковых узлов возрастает.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа /варианты 2-4/ достигается повышение стойкости валков и подшипниковых опор. При запредельных значениях заявленных параметров /варианты 1 и 5/ стойкость валков и подшипниковых опор снижается. В случаях, когда обработка рабочего валка с подушками струями горячей воды не производится, как в способе-прототипе, удельный расход валков /отношение массы израсходованных валков к массе произведенного проката/ возрастает до 1,5 кг/т, а средняя выработка подшипниковой опоры снижается до 2,4 тыс.ч.

Технико-экономическая эффективность предложенного способа заключается в том, что обработка валка с подушками после вывалки из клети струями воды с температурой 65-95^oC под давлением 25-45 ати в течение 2-7 мин при перемещении валка с подушками возвратно-поступательно в зоне действия струй со скоростью 1,2-1,8 м/мин в каждом цикле эксплуатации обеспечивает отдых рабочего слоя бочки и подшипниковых опор, а также их очистку от загрязнений перед разборкой. За счет этого обеспечивается повышение стойкости валка и подшипниковых опор.

За базовый объект принят способ-прототип. Применение предложенного способа повысит рентабельность производства холоднокатаных полос на 4-5%.

Формула изобретения

Способ эксплуатации прокатного валка, включающий многократно повторяемую последовательность операций: шлифование бочки, сборку с подушками на подшипниковых опорах, работу в клети и разборку, отличающийся тем, что после работы в клети валок с подушками обрабатывают струями воды с температурой 65 - 95^oC под давлением 25 - 45 ати в течение 2 - 7 мин, при этом валок с подушками перемещают возвратно-поступательно со скоростью 1,2 - 1,8 м/мин в зоне действия струй воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1