Способ эксплуатации чугунных рабочих валков



 


Владельцы патента RU 2533471:

Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при эксплуатации чугунных рабочих валков непрерывных и реверсивных клетей кварто горячей прокатки. Способ включает вывалку валка из клети, измерение температуры, шлифование с профилированием по плавной вогнутой образующей с учетом тепловой поправки к заданному значению вогнутости образующей линии, с подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, и последующую завалку в клеть. Снижение количества рабочих валков, находящихся в эксплуатации, и повышение качества проката обеспечиваются за счет того, что тепловую поправку перед шлифованием регламентируют математической зависимостью, учитывающей номер клети чистовой группы, в которой установлен рабочий валок, при этом удельный расход смазочно-охлаждающей жидкости устанавливают равным 1-8 л/мин. 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при эксплуатации чугунных рабочих валков диаметром 750-950 мм в непрерывных чистовых группах клетей кварто листовой горячей прокатки.

Известен способ эксплуатации S-образных рабочих валков листовых клетей кварто горячей прокатки, включающий их вывалку из клети, измерение температуры поверхности по длине бочки валка не менее чем в трех точках, шлифование бочки по плавной вогнутой образующей с учетом поправки, определяемой по результатам измерения температуры [1].

Известен также способ эксплуатации чугунных рабочих листопрокатной клети кварто горячей прокатки, включающий их вывалку из клети, охлаждение, черновое шлифование, чистовое шлифование по плавной вогнутой образующей с учетом тепловой поправки, с подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, и последующую завалку в клеть [2].

Недостатки известных способов состоят в том, что они не пригодны для подготовки к работе валков с условно цилиндрической формой бочки. Кроме того, только измерение температуры на поверхности бочки не позволяет точно определить текущее значение тепловой выпуклости валка, которая в процессе его шлифования изменяется. Это снижает качество полос, приводит к увеличению их неплоскостности и искажениям формы поперечного сечения.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ подготовки рабочих валков широкополосного стана горячей прокатки, включающий их вывалку из клети, измерение температуры по длине бочки валка, шлифование с профилированием по плавной вогнутой образующей с учетом тепловой поправки на расчетный профиль, с подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, и последующую завалку в клеть, причем величину тепловой поправки устанавливают по математическим зависимостям с учетом средневзвешенной ширины проката и времени между перевалкой и шлифовкой [3].

Недостатки известного способа состоят в следующем. Охлаждение чугунных рабочих валков диаметром 750-900 мм листопрокатной клети кварто до начала шлифования происходит в течение 10-18 ч. По этой причине для бесперебойной подготовки перешлифованных рабочих валков в эксплуатации одновременно необходимо иметь их 3÷4-кратный запас. Это приводит к «замораживанию» средств, израсходованных на их приобретение, следствием чего является повышение себестоимости производства листового проката. Кроме того, не учет постоянного изменения температуры рабочих валков в процессе шлифования приводит к нарушению оптимальной формы вогнутой образующей бочки. В результате искажается профиль поперечного сечения полос, появляется неплоскостность, ухудшается их качество.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении количества рабочих валков, находящихся в эксплуатации, при одновременном повышении качества горячекатаных полос.

Для решения технической задачи в известном способе эксплуатации рабочих валков чистовой группы листопрокатных клетей кварто горячей прокатки, включающем вывалку валка из клети, измерение температуры по длине бочки валка, шлифование с профилированием по плавной вогнутой образующей с учетом тепловой поправки к заданному значению вогнутости образующей линии, с подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, и последующую завалку в клеть, согласно изобретению тепловую поправку устанавливают по соотношению:

δ=(k1·947,2·Δt-k2·4,486·Δt2-k3·876,4)·10-5 (мм),

где k1=1,0-1,4 (мм/°C); k2=1,0-1,4 (мм/°C2); k3=1,0-1,4 (мм) - коэффициенты, зависящие от номера клети чистовой группы, в которой установлен рабочий валок;

Δ t = t c t 1 + t 2 2

tc - температура поверхности на середине бочки валка, °C,

t1 и t2 - температура поверхности на концевых участках бочки валка, °C,

при этом удельный расход смазочно-охлаждающей жидкости устанавливают равным 1-8 л/мин.

Сущность изобретения состоит в следующем. Сокращение в 1,5-2 раза количества чугунных рабочих валков, вовлеченных в производственный процесс, может быть достигнуто за счет их шлифования в горячем состоянии. Причем для определения температурной поправки имеет значение не само значение температуры, а разность температур на краю бочки и в ее середине, что характеризует величину тепловой выпуклости образующей линии.

Исходный тепловой профиль рабочего валка перед шлифованием существенно зависит от порядкового номера клети чистовой группы, в которой он эксплуатировался. Кроме того, в процессе шлифования, проводимого с подачей смазочно-охлаждающей жидкости, происходит непрерывное изменение температурного поля валка, обусловленное его разогревом от трения с абразивным кругом и охлаждением при поливе смазочно-охлаждающей жидкостью. Учесть все факторы, влияющие на профиль рабочего валка в процессе его шлифования в нагретом состоянии, с достаточной для практического использования точностью, оказалось возможным путем экспериментальных исследований влияния перечисленных параметров на фактическую форму образующей линии после охлаждения валка до комнатной температуры.

Исходя из экспериментальных исследований параметров состояния и шлифования горячих чугунных рабочих валков диаметром 750-950 мм, вываленных из различных клетей чистовой группы (номер клети чистовой группы, продолжительность паузы перед шлифованием, исходное распределение температуры по поверхности бочки, обобщенный режим шлифования с подачей смазочно-охлаждающей жидкости, ее удельный расход), опытным путем было определено значение тепловой поправки, величина которой определяется эмпирическим уравнением:

δ=(k1·947,2·Δt-k2·4,486·Δt2-k3·876,4)·10-5.

При этом, как показали эксперименты, для предпоследней и последней клетей чистовой группы эмпирические коэффициенты k1; k2; k3 принимают минимальное значение k1=1,0 (мм/°C); k2=1,0 (мм/°C2); k3=1,0 (мм), а для первой и второй клетей - максимальное значение k1=1,4 (мм/°C); k2=1,4 (мм/°C); k3=1,4 (мм). Для промежуточных клетей чистовой группы k1=1,2 (мм/°C); k2=1,2 (мм/°C2); k3=1,2 (мм).

Экспериментально установлено, что при снижении удельного расхода смазочно-охлаждающей жидкости менее 1 л/мин при шлифовании горячего чугунного валка на его бочке образуются дефекты в виде прижогов, сопровождающихся локальным разупрочнением и разрушением поверхности бочки. Валки с прижогами перешлифовывают, что увеличивает их расход. Увеличение удельного расхода более 8 л/мин приводит к дополнительному локальному охлаждению и искажению формы образующей бочки. Это увеличивает неплоскостность горячекатаных полос.

Примеры реализации способа

1. На непрерывном широкополосном стане 2000 горячей прокатки для обеспечения высокой плоскостности полос при минимальной поперечной разнотолщинности в последней, 7-й клети чистовой группы, используют чугунные рабочие валки диаметром Dн=800 мм, которые в холодном состоянии, т.е. при температуре +20°C, профилируют по оптимизированной плавной вогнутой образующей линии в виде ветви параболы с амплитудой вогнутости δз=0,50 мм.

На вываленном из 7-й клети рабочем валке производят измерение температуры поверхности бочки в трех точках: на левом краю бочки t1=61°C; в средней части tc=80°C; на правом краю бочки t2=59°C.

По результатам измерений рассчитывают разность температур:

Δ t = t c t 1 + t 2 2 = 80 59 + 61 2 = 20 ( C ) .

С учетом того, что для чугунных рабочих валков последней клети чистовой группы эмпирические коэффициенты k1=1,0 (мм/°C); k2=1,0 (мм/°C); k3=1,0 (мм), производят расчет тепловой поправки:

δ=(1·947,2·Δt-1·4,486·Δt2-1·876,4)·10-5=(1·947,2·20-1·4,486·202-1·876,4)·105=0,16 (мм).

Вываленный из клети горячий рабочий валок без охлаждения до комнатной температуры устанавливают на вальце-шлифовальном станке и производят его черновое шлифование (обдирку) и чистовое шлифование (профилирование) вращающимся абразивным кругом. В процессе шлифования в зону резания подают смазочно-охлаждающую жидкость с удельным расходом q=4,5 л/мин, в качестве которой используют 0,5-1,7%-ный раствор кальцинированной соды в воде. Профилирование бочки неостывшего валка производят по плавной вогнутой образующей в виде ветви параболы с амплитудой вогнутости δг, с учетом тепловой поправки δ, учитывающей увеличение вогнутости до ее оптимального заданного значения δз по мере остывания валка:

δгз-δ=0,50-0,16=0,34 (мм).

После полного охлаждения рабочего валка производят контрольное измерение максимального значения вогнутости, которая в результате термического сужения снижается до заданного значения δз=0,50 мм.

Отшлифованный валок заваливают в паре с таким же рабочим валком в 12-ю клеть стана и осуществляют горячую прокатку полос из углеродистых сталей толщиной от 1,0 до 12,0 мм.

При промышленной реализации предложенного способа в экспериментах осуществляли варьирование удельного расхода смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой в зону резания при шлифовании, и оценивали его эффективность. Результаты представлены в таблице. Из данных, представленных в таблице, следует, что при удельном расходе смазочно-охлаждающей жидкости q=1-8 л/мин достигаются наилучшие показатели стойкости валков и качества горячекатаных полос.

Таблица
№п/п q, л/мин Наличие прижогов бочки Неплоскостность полос, мм/м
1 0,9 есть 6-15
2 1,0 нет 5
3 4,5 нет 4
4 8,0 нет 5
5 9,0 нет 7-17

2. Изношенный чугунный рабочий валок вываливают из 1-й клети чистовой непрерывной группы и производят измерение температуры в трех точках на его бочке: на левом краю t1=69°C, в средней части tc=90°C и на правом краю t2=71°C. Затем рассчитывают усредненную разность температур на краях бочки и в середине:

Δ t = t c t 1 + t 2 2 = 90 69 + 71 2 = 20 ( C ) .

Для шлифования горячего валка по предложенной формуле производят расчет тепловой поправки δ, принимая во внимания, что для первых клетей чистовой группы эмпирические коэффициенты k1=1,4 (мм/°C); k2=1,4 (мм/°C2); k3=1,4 (мм):

δ=k·(947,2·Δt-4,486·Δt2-876,4)·10-5=

=1,4·(947,2·20-4,486·202-876,4)·10-5=0,23 мм.

Вываленный из клети неостывший рабочий валок устанавливают на вальце-шлифовальном станке и производят его черновое шлифование (обдирку) и чистовое шлифование (профилирование) вращающимся абразивным кругом с подачей смазочно-охлаждающей жидкости при ее удельном расходе q=6,0 л/мин.

Для получения прокатываемых полос с высокой плоскостностью чугунный рабочий валок 1-й клети чистовой группы при комнатной температуре +20°C должен иметь оптимальный профиль в виде плавной вогнутой образующей линии (параболы) с амплитудой вогнутости δз=0,60 мм.

Профилирование бочки неостывшего рабочего валка производят с учетом тепловой поправки δ по плавной вогнутой образующей в виде ветви параболы с амплитудой вогнутости δг, учитывающей увеличение вогнутости до ее оптимального значения 53 по мере остывания валка:

δгз-δ=0,60-0,23=0,37 (мм).

После завершения шлифования рабочий валок вновь заваливают в 1-ю клеть непрерывной чистовой группы и производят горячую прокатку полос. Благодаря тому что рабочий валок в результате шлифования приобретает оптимальную профилировку, прокатанные полосы имеют минимальную неплоскостность.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что измерение фактической температуры бочки валка в трех точках перед шлифованием и расчет тепловой поправки к заданному значению вогнутости образующей линии по предложенной эмпирической формуле позволяет реализовать шлифование чугунных рабочих валков непрерывной чистовой группы клетей в горячем состоянии, не дожидаясь их охлаждения до комнатной температуры. Благодаря этому общий оборотный парк рабочих валков стана 2000, одновременно находящихся в эксплуатации, может быть сокращен на 15-20%. Это позволяет экономить «замороженные» оборотные средства предприятия и обеспечивает повышение рентабельности производства горячекатаной листовой стали на ~3%.

Литература

1. Патент Российской Федерации №2301123, МПК B21B 28/00, 2007 г.;

2. Л.И. Боровик, А.И. Добронравов. Технология подготовки к эксплуатации валков тонколистовых станов. М., Металлургия, 1984 г., с.40-44, 86-87;

3. Авт. свид. СССР №1600881, МПК B21B 28/02, 1990 г.

Способ шлифования чугунных рабочих валков чистовой группы листопрокатных клетей кварто горячей прокатки в процессе эксплуатации, включающий измерение температуры по длине бочки валка между вывалками валков из клети и завалками в клеть и шлифование с профилированием по плавной вогнутой образующей с учетом тепловой поправки к заданному значению вогнутости образующей линии, с подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что тепловую поправку перед шлифованием устанавливают в зависимости от номера клети в группе по соотношению
δ=(k1·947,2·Δt-k2·4,486·Δt2-k3·876,4)·10-5, мм;
где k1=1,0-1,4, мм/°C; k2=1,0-1,4, мм/°C2; k3=1,0-1,4, мм - коэффициенты, зависящие от номера клети чистовой группы, в которой установлен рабочий валок, минимальные значения которых соответствуют последним, максимальные - первым клетям группы,
Δ t = t c t 1 + t 2 2
tc - температура поверхности в середине бочки валка, °C,
t1 и t2 - температура поверхности на концевых участках бочки валка, °C, при этом удельный расход смазочно-охлаждающей жидкости устанавливают равным 1-8 л/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для подготовки поверхности рабочих валков станов холодной прокатки, в том числе с профилем CVC, с регламентированными параметрами микротопографии поверхности.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке в листопрокатных и дрессировочных клетях с рабочими валками, имеющими различные диаметры бочек, с индивидуальным и групповым приводом валков.

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к технологии эксплуатации рабочих валков листопрокатных клетей для горячей и холодной прокатки металла.
Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано для увеличения стойкости гибочных, натяжных, транспортных, рабочих роликов и валков прокатного производства.

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

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения прокатных валков с поверхностью бочек сверхзеркальной чистоты (вплоть до наивысшего класса чистоты, который характеризуется среднеарифметической шероховатостью поверхности Ra=0,01 микрона и менее).

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкции рабочего валка и эксплуатации рабочих валков чистовых клетей кварто широкополосных станов горячей прокатки, у которых внутренний диаметр муфт привода чистовых клетей F3-F7 меньше внутреннего диаметра муфт привода клетей F1-F2.
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу изготовления и эксплуатации технологического инструмента трубопрокатных станов. .
Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при эксплуатации валков непрерывных станов холодной полосовой стали.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в клетях кварто для холодной прокатки и дрессировки листовой стали. .

Изобретение относится к способу ремонта системы подшипника для цапфы валка для прокатки металлического проката. Система подшипника содержит подушку подшипника с вкладышем подшипника и установленную во вкладыше подшипника с зазором в подшипнике, надвигаемую на цапфу валка втулку цапфы, которую дополнительно обрабатывают посредством первого уменьшения ее наружного диаметра Da ниже порогового значения Dak. При этом одновременно осуществляют подготовку нового вкладыша подшипника, который своим внутренним диаметром Di neu согласован с уменьшенным наружным диаметром дополнительно обработанной втулки цапфы так, что зазор в подшипнике между внутренним диаметром Di neu нового вкладыша и уменьшенным ниже порогового значения наружным диаметром дополнительно обработанной втулки цапфы остается в заданном допустимом диапазоне значений. Использование изобретения обеспечивает увеличение срока службы системы подшипника. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение может быть использовано для восстановления чугунных рабочих валков с поврежденной в процессе эксплуатации рабочей поверхностью. После механического съема поврежденного слоя производят нагрев валка до температуры 150-270°C. Осуществляют электродуговую наплавку износостойкого покрытия с подачей порошковой проволоки в зону сварки не менее чем в три слоя общей толщиной не более 9 мм. Непосредственно после наплавки валок нагревают до температуры 250-300°C и выдерживают при этой температуре не менее 1 часа с последующим замедленным охлаждением до температуры не выше 60°C. При необходимости получения наплавленного слоя толщиной более 9 мм предварительно производят наплавку порошковой проволокой на поверхность валка дополнительного подслоя требуемой толщины. Для наплавки дополнительного подслоя используют сварочную проволоку, содержащую, мас.%: 0,25-0,45 C, 0,7-1,2 Cr, 0,5-1,2 Mn, 0,15-1,2 Si, Cu<0,3, Ni<0,4, Fe - остальное. Для наплавки износостойкого покрытия используют порошковую проволоку, содержащую, мас.%: 0,25-0,45 C, 2,0-2,7 Cr, 0,5-1,2 Mn, 0,15-1,2 Si, 7-11 W, 0,15-0,55 V, Fe и газо- и шлакообразующие компоненты - остальное. Технический результат изобретения состоит в повышении износостойкости и срока службы чугунных прокатных валков. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при подготовке рабочих валков клетей дрессировочных станов для производства холоднокатаного проката с повышенными требованиями к качеству и микрогеометрии поверхности, в том числе применяемого в автомобилестроении. Способ включает шлифование бочки валка и нанесение текстуры. Стабилизация и равномерность шероховатости поверхности проката при снижении затрат на подготовку валков обеспечивается за счет того, что шлифование производят до достижения конечной шероховатости поверхности 0,04-0,08 мкм Ra с применением шлифовальных кругов с различным размером зерна на каждом круге, а нанесение текстуры - на установке электроразрядного текстурирования с использованием электродов из оловянистой бронзы до достижения шероховатости 1,6-1,8 мкм Ra и плотности пиков 90-100 см-1. Для ускорения процесса шлифование до достижения шероховатости 0,32-0,63 мкм Ra производят кругами с размером зерна 60-70 мкм, далее бочку валка шлифуют кругами с размером зерна 220-240 мкм до достижения конечной шероховатости. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх