СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНОГО ВАЛКА Российский патент 1998 года по МПК B21B28/02 

Изобретение относится к прокатному производству и может использоваться при эксплуатации валков станов горячей и холодной прокатки.

Известны способы эксплуатации прокатных валков, позволяющие повысить их срок службы. Так, при эксплуатации прокатных валков по способу, защищенному авт. св. [1] , уменьшение интенсивности повреждения валков добиваются тем, что в начале кампании валков производят прокатку партии металла с наибольшей энергоемкостью, а в дальнейшем прокатывают партии металла с удельной энергоемкостью, уменьшающейся от партии к партии. Недостаток такого способа - не всегда возможно выполнение регламентированных условий эксплуатации, а снижение вероятности отказа валков по причине усталостного разрушения снижается незначительно.

Известен способ эксплуатации прокатных валков [2], в котором наплавленные валки эксплуатируют на 80 -90% от нормы прокатываемого металла, затем им производят отпуск в интервале температур: температура рекристаллизации основного металла - температура отпуска наплавленного металла. Недостатком известного способа эксплуатации является низкая стойкость валков, не подвергавшихся наплавке, а также валков, наплавленных сплавом с невысоким уровнем легирования. Для этих валков нагрев выше 400^oC (как предлагается в известном способе) нежелателен, т.к. при этом снижается твердость и повышается износ бочки валка.

Наиболее близким является способ эксплуатации прокатного валка [3]. Способ включает низкотемпературный отпуск валка перед вводом его в эксплуатацию в течение (0,33 - 0,48) D (ч), работу валка в клети и периодический отдых, состоящий из нагрева со скоростью 25 - 80^oC/ч, выдержки при 160 - 190^oC в течение (13 - 17)•N (ч) и охлаждения со скоростью 10 - 60^oC/ч, при этом отдых проводят через 3 -6 кампаний эксплуатации валка, где D - диаметр бочки валка, мм; N - количество кампаний. В результате такого режима эксплуатации валка снижается уровень остаточных напряжений и повышается стойкость валка путем уменьшения количества отслоений и выкрашивания активного слоя валка. Недостатком известного технического решения является низкая стойкость валков, т. к. температура отдыха для всех типов валков равна 160 - 190^oC и не зависит от свойств материала рабочей поверхности валка, т.е. от температуры A_c3.

Цель изобретения - повышение стойкости валка путем уменьшения отколов и выкрашивания поверхности бочки валка.

Указанная цель достигается тем, что валок эксплуатируют в клети и периодически (через 1 - 7 кампаний) проводят принудительный отдых, состоящий из нагрева, выдержки и охлаждения, при этом выдержку проводят при температуре (0,17 - 0,49)•A_c3 в течение 0,25 - 36 ч, где температура A_c3 взята для материала рабочей поверхности валка.

Температура выдержки при отдыхе выбрана в зависимости от температуры фазового ( α _→ γ ) превращения материала рабочего слоя валка. Исследованиями установлено, что выдержка при температуре ниже 0,17•A_c3 малоэффективна и практически не приводит к заметному повышению стойкости валков. Выдержка при температуре выше 0,49•A_c3 значительно снижает уровень остаточных напряжений, однако при этом резко снижается твердость рабочей поверхности закаленных валков, что является недопустимым и приводит к повышенному износу активного слоя. Кроме того, выдержка при верхней границе температурного интервала (0,49•A_с3) рекомендована для легированных сталей, например, валки часто наплавляют сплавом 3Х2В8Ф, который имеет значение A_с3 = 850^oC, следовательно, 0,49• A_с3 = 417^oC. Отдых сплава 3Х2В8Ф при указанной температуре даже в течение длительного времени не приводит к снижению твердости, но сопровождается значительным снижением остаточных напряжений.

Минимальное время выдержки, равное 0,25 ч, выбрано для сталей, имеющих невысокий уровень легирования, а следовательно, быстро снижающих свою твердость при нагреве выше 200^oC. Так, например, сталь 60ХН имеет температуру A_C3, равную 775^oC, тогда 0,49•A_с3 = 380^oC. Выдержка при указанной температуре в течение 0,25 - 0,50 ч не снижает твердость стали. Выдержка менее 0,25 ч не приводит к повышению стойкости валка, т.к. является недостаточной. Выдержка в течение 36 часов применяется в случае, когда используется низкая температура, близкая к 0,17•A_с3. Более длительная выдержка (выше 36 часов) не приводит к дальнейшему повышению стойкости валка.

Частота проведения отдыха зависит от интенсивности эксплуатации валка: от типа стана, номера клети, сортамента прокатываемого металла, степени обжатия в клети и т.д. При интенсивной эксплуатации валка ему следует давать принудительный отдых через каждую кампанию, при небольших нагрузках - через 7 кампаний.

Ниже приведены конкретные примеры реализации предложенного способа эксплуатации прокатного валка.

Пример 1. Выбрали новые рабочие валки диаметром 440 мм пятиклетевого стана 1200 НЛМК, изготовленные из стали 70Х2СМФ (A_c3 = 835^oC). Твердость бочки валков: 90 -92 HSO. Валки подвергали шлифовке, сборке в секцию с последующей завалкой в третью клеть. Через регламентированное количество кампаний валки подвергали принудительному отдыху, состоящему из нагрева, выдержки и охлаждения, причем выдержку производили при температуре 0,24•A_c3 = 0,24•835 = 200^oC в течение 30 часов. Твердость в процессе отдыха не снижалась. Результаты эксплуатационных данных приведены в таблице.

Как видно из табл., оптимальным является проведение отдыха через 1 - 7 кампаний (варианты 1-3). Стойкость валка по предлагаемому способу возросла по сравнению со способом-прототипом в 1,6 - 1,8 раза (вариант 5).

Пример 2. Выбирали новые опорные валки непрерывного широкополосного стана 2000, изготовленные из стали 9Х1 (A_c3 = 860^oC). Валки нормализованные с твердостью бочки 45 HSO эксплуатировали в 7-й клети. Через 4 кампании валки подвергали принудительному отдыху, состоящему из нагрева, выдержки и охлаждения, причем выдержку производили при температуре 0,49•A_c3 = 0,49•860 = 421^oC в течение 10 ч. Твердость бочки валка в процессе отдыха не снижалась. Стойкость валков, подвергавшихся принудительному отдыху, составила 1,92 млн. т, что в 1,5 раза выше стойкости валков, не подвергавшихся промежуточному принудительному отдыху.

Изобретение касается прокатного производства и может быть использовано при эксплуатации валков станов горячей и холодной прокатки. После 1 - 7 кампаний эксплуатации валка в клети проводят периодический принудительный отдых. Отдых состоит из нагрева, выдержки при температуре (0,17 - 0,49) Ac₃ в течение 0,25 - 36 ч и последующего охлаждения. Причем температура Ac₃ взята для материала рабочей поверхности валка. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ эксплуатации прокатного валка, включающий работу валка в клети и периодический принудительный отдых, состоящий из нагрева, выдержки и охлаждения, отличающийся тем, что выдержку проводят при температуре (0,17 - 0,49) Ас₃ в течение 0,25 36,0 ч, где температура Ас₃ взята для материала рабочей поверхности валка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отдых проводят через 1 7 кампаний эксплуатации валка.