Способ подготовки к эксплуатации рабочего валка

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для подготовки и эксплуатации рабочих валков четырехвалковых клетей станов холодной прокатки. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении стойкости валков, качества поверхности полос и уменьшении сваривания витков рулонов при отжиге. Способ включает шлифование бочки рабочего валка листопрокатной клети и последующее ее текстурирование импульсами электрического тока, пропускаемого через диэлектрическую жидкость между вращаемым валком и электродами, с поступательным перемещением электродов вдоль бочки. При текстурировании силу тока импульса устанавливают равной 8-10 А при продолжительности импульса на включение 28-72 мкс, причем валок вращают с частотой 15-21 мин^-1, а скорость поступательного перемещения электродов поддерживают равной 70-90 мм/мин. Изобретение обеспечивает формирование на бочке валка микрорельефа, обладающего высокой устойчивостью к износу. 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для подготовки к эксплуатации рабочих валков четырехвалковых клетей станов холодной прокатки.

Насечка (текстурирование) бочек валков клетей листопрокатных станов необходима для удержания прокатываемой полосы валками по оси прокатки, уменьшения сваривания витков рулонов холоднокатаных полос при последующем отжиге в садочной колпаковой печи и придания требуемой шероховатости холоднокатаной отожженной полосе при дрессировке.

Известен способ подготовки поверхности рабочего валка листопрокатной клети для холодной прокатки стальных полос, включающий шлифование бочки и ее последующее электроэрозионное текстурирование для создания шероховатости поверхности [Заявка Великобритании №2144666, МПК В 21 В 27/02, 1985 г.].

Недостатками известного способа являются низкие стойкость валка и качество поверхности холоднокатаных полос.

Известен также способ подготовки и эксплуатации рабочего валка листопрокатной клети, включающий его шлифование и электроэрозионное текстурирование импульсами электрического тока, при этом сила тока составляет 0,5-2,0 А, напряжение 20-80 В, причем скорость вращения валка и частота следования импульсов находятся в отношении простых чисел [Авт. св. СССР №471911, МПК В 21 В 1/28, В 21 В 27/02, 1975 г.].

Недостатки известного способа состоят в том, что микрорельеф валка, текстурированный по данному способу, имеет низкую плотность пиков и износостойкость. Это ухудшает качество поверхности прокатываемых полос, приводит к свариванию витков при отжиге и необходимости частых перевалок валков.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ подготовки к эксплуатации рабочего валка листопрокатной клети, включающий шлифование бочки и последующее ее текстурирование импульсами электрического тока, пропускаемого через диэлектрическую жидкость между вращаемым валком и электродами, с поступательным перемещением электродов вдоль бочки. Скважность импульсов устанавливают равной 2,2-2,5 при напряжении в импульсе 4-10 В, при этом частоту вращения валка поддерживают в пределах 0,2-0,4 с^-1 и в процессе насечки электрод перемещают вдоль бочки валка со скоростью 0,05-0,07 м/мин [Патент РФ №2187393, МПК В 21 В 28/02, 2002 г.] - прототип.

Недостатки известного способа состоят в том, что текстурированная поверхность валков имеет низкую стойкость. Это приводит к ухудшению качества поверхности полос из-за нестабильности шероховатости по их длине, а также свариванию витков рулонов при последующем отжиге.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении стойкости валков, качества поверхности полос и уменьшении сваривания витков рулонов при отжиге.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе подготовки к эксплуатации рабочего валка листопрокатной клети, включающем шлифование бочки и последующее ее текстурирование импульсами электрического тока, пропускаемого через диэлектрическую жидкость между вращаемым валком и электродами, с поступательным перемещением электродов вдоль бочки, согласно предложению силу тока импульса устанавливают равной 8-10 А при продолжительности импульса на включении 28-72 мкс, при этом валок вращают с частотой 15-21 мин^-1 , а скорость поступательного перемещения электродов поддерживают равной 70-90 мм/мин.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Для повышения стойкости шероховатой бочки к износу необходимо обеспечить при текстурировании формирование микрорельефа с параметром S_k, имеющим положительное значение. (Параметр S_k характеризует степень асимметрии профиля шероховатости поверхности). Как показали экспериментальные исследования, на характер микрорельефа поверхности при импульсном электроразрядном текстурировании валка через диэлектрическую жидкость между вращающимся валком и электродом наибольшее влияние оказывают величина силы тока в импульсе при включении и продолжительность импульса. При силе тока импульса 8-10 А и его продолжительности 28-72 мкс поверхность бочки приобретает шероховатость с параметром S_k=+0,1...=0,3, благодаря чему износостойкость текстурированной поверхности бочки максимальна, а количество поверхностных дефектов и свариваемость витков рулонов при отжиге полос, прокатанных в таких валках, снижается.

Вращение валка с частотой 15-21 мин^-1 и одновременное поступательное перемещение электродов вдоль его бочки со скоростью 70-90 мм/мин позволяет оптимально распределить микрократеры, возникающие при электрических разрядах, по поверхности бочки. За счет этого при предложенных параметрах электрических импульсов (силе тока 8-10 А и продолжительности импульса при вкючении 28-72 мкс) и соответствующих им размерах микрократеров обеспечивается изотропность микрорельефа по всей текстурированной бочке валка и улучшение качества поверхности прокатываемых полос.

Экспериментально установлено, что при силе тока импульса менее 8 А или продолжительности импульса на включении менее 28 мкс микрорельеф, формируемый на бочке текстурированного валка и переносимый на полосу, не развит. Это ухудшает качество поверхности полос и приводит к свариванию витков рулонов при отжиге. Увеличение силы тока импульса более 10 А или продолжительности импульса при включении более 72 мкс приводит к эрозионному разрушению и ослаблению поверхности бочки. Стойкость текстурированной поверхности бочки уменьшается, ухудшается качество поверхности прокатываемых полос за счет обламывания пиков текстуры валка, травмирования ими поверхности валка и получения на поверхности холоднокатаных полос дефекта “отпечаток”.

При вращении валка с частотой менее 15 мин^-1 или скорости поступательного перемещения электродов менее 70 мм/мин имеют место наложение друг на друга микрократеров, образующихся от действия электрических импульсов, ослабление и разрушение поверхности бочки. Стойкость текстурированной поверхности бочки валка снижается, что сопровождается ухудшением качества прокатываемых полос. Увеличение частоты вращения валка более 21 мин^-1 или скорости перемещения электродов более 90 мм/мин приводит к формированию на бочке валка неравномерного анизотропного микрорельефа. После прокатки в таких валках полосы приобретают неравномерную шероховатость и низкое качество поверхности.

Пример реализации способа

Рабочий валок пятой клети 5-ти клетевого стана 2030 холодной прокатки с диаметром бочки 610 мм шлифуют на вальцешлифовальном станке до полного удаления дефектов поверхности и затем профилируют.

Отшлифованный рабочий валок устанавливают на установку для текстурирования. В зазор между бочкой рабочего валка и текстурирующей головкой с рядами цилиндрических электродов из бронзы непрерывно подают диэлектрическую жидкость, в качестве которой используют минеральное масло типа “Соментор-43” с добавкой графитового порошка для облегчения электрического пробоя. Электроды индивидуально соединены с положительными полюсами блоков импульсного тока, а рабочий валок соединен с отрицательными полюсами блоков.

Рабочий валок приводят во вращение с частотой N=18 мин^-1 силу тока импульсов на каждом из электродов устанавливают равной I=9 А, продолжительность импульсов при включении τ=60 мкс. В процессе обработки текстурирующую головку с электродами перемещают вдоль бочки валка со скоростью V=80 мм/мин. В результате текстурирования бочка валка приобретает изотропный микрорельеф поверхности с параметром асимметрии профиля шероховатости S _k=+0,2.

Текстурированные рабочие валки заваливают в 5-ю клеть стана и производят холодную прокатку полос толщиной 0,8 мм из стали марки 08Ю. Прокатанные полосы, смотанные в рулоны массой до 30 т, отжигают в одностопной колпаковой печи с защитной атмосферой.

Благодаря использованию при прокатке рабочих валков, текстурированных по предложенному режиму, их стойкость возрастает, а отбраковка полос по дефектам поверхности и сваривания витков при отжиге снижается.

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

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается повышение стойкости валков, качества поверхности полос и уменьшение сваривания витков рулонов при отжиге. В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №5), а также при реализации способа-прототипа (вариант №6) имеет место снижение стойкости текстурированных рабочих валков, возрастает отбраковка холоднокатаных полос по дефектам поверхности и свариванию витков рулонов при отжиге.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что текстурирование шлифованных рабочих валков по предложенным режимам позволяет сформировать на их бочках микрорельеф, обладающий высокой устойчивостью к износу, тем самым увеличить межперевалочную кампанию текстурированных валков, снизить их удельный расход на тонну прокатанного металла, а также повысить производительность станов за счет потерь времени на дополнительные перевалки валков. В результате шероховатость поверхности сохраняется равномерной по всей длине полос, что уменьшает склонность к свариванию витков рулонов при их последующем рекристаллизационном отжиге в колпаковых печах, что обеспечивает формирование высокого качества поверхности холоднокатаных полос, повышение выхода годного и снижение сквозного расходного коэффициента по металлу за счет снижения отсортировки готового холоднокатаного проката по дефектам “отпечатки”, “излом”, “линии перегиба” и др.

В качестве базового объекта при определении эффективности предложенного способа принят способ-прототип. Реализация предложенной технологии подготовки к эксплуатации рабочих обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаных полос на 10-12%.

Формула изобретения

Способ подготовки к эксплуатации рабочего валка листопрокатной клети, включающий шлифование бочки и последующее ее текстурирование импульсами электрического тока, пропускаемого через диэлектрическую жидкость между вращаемым валком и электродами, с поступательным перемещением электродов вдоль бочки, отличающийся тем, что силу тока импульса устанавливают равной 8-10 А при продолжительности импульса включения 28-72 мкс, при этом валок вращают с частотой 15-21 мин^-1, а скорость поступательного перемещения электродов относительно валка поддерживают равной 70-90 мм/мин.