СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОПОРНЫХ ВАЛКОВ ЛИСТОПРОКАТНЫХ СТАНОВ Российский патент 2003 года по МПК B21B28/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей и холодной прокатке на широкополосных непрерывных станах.

Современные широкополосные станы содержат рабочие клети кварто, в которых устанавливаются два опорных валка большого (до 2,4 м) диаметра и два рабочих, осуществляющих непосредственную прокатку металла. Назначение опорных валков - уменьшить деформацию (прогиб) рабочих валков меньшего диаметра, что улучшает геометрию (плоскостность) готового листового проката.

Одной из причин появления дефекта "поперечная разнотолщинность полос" является неравномерный износ бочек рабочих и опорных валков станов горячей прокатки (см. книгу С.П. Ефименко и В.П. Следнева "Вальцовщик листопрокатных станов", М. , Металлургия. 1980, с.54), что вызывает необходимость периодической их вывалки и переточки с уменьшением диаметра бочки, в результате чего опорные валки становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации после определенной величины уменьшения указанного диаметра. С целью увеличения ресурса (продления рабочей кампании) листопрокатных валков используются различные технологические приемы.

Известен способ подготовки к работе валков листопрокатных станов, при котором упрочняют их поверхностный слой, сжимая между собой валки при принудительном их изгибе различной величины с регламентированием скорости изменения изгиба при обкатке валков в сжатом состоянии (см. а.с. СССР 1574302, кл. В 21 В 28/02, опубл. 30.06.90 г.). Известен также способ подготовки к работе прокатных валков, включающий нагружение валков распорным усилием путем установки полосы в межвалковом зазоре и их вращение с заданным обжатием металла при определенном числе циклов нагружения для каждой полосы (см. а.с. СССР 1135508, кл. В 21 В 28/02, опубл. в БИ, 1985, 3).

Недостатком описанных способов является невозможность использования с их помощью изношенных опорных валков стана горячей прокатки полос в качестве опорных валков первых клетей стана холодной прокатки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология эксплуатации валков листопрокатных станов, описанная в книге Ю.В. Коновалова и др. Справочник прокатчика. М., Металлургия, 1977, с.201.

Эта технология включает переточку валков по износу с предварительной их вывалкой и последующей завалкой в клети и характеризуется тем, что перед установкой в стан новых валков их выдерживают в течение 5-6 месяцев или заменяют такую выдержку отпуском, а при работе валков используют их разогрев перед завалкой в клеть.

Недостатком такой технологии также является невозможность использования изношенных опорных валков стана горячей прокатки на стане холодной прокатки, что снижает ресурс этих валков и увеличивает затраты на производство полосовой стали.

Технической задачей изобретения является снижение затрат на листопрокатные опорные валки клетей кварто за счет продления их рабочей кампании.

Для решения этой задачи в способе эксплуатации опорных валков листопрокатных станов, включающем завалку и вывалку с переточкой бочек валков по износу, после уменьшения диаметра бочки на 2,5-2,8% опорные валки вываливают из стана горячей прокатки и устанавливают в одной из двух первых клетей стана холодной прокатки, имеющего ту же длину бочек, с предварительным требуемым изменением конфигурации концов оси валка, при этом величину одного съема поверхности бочки при ее износе на стане холодной прокатки принимают в пределах 0,20-0,23% диаметра бочки.

Сущность найденного технического решения заключается в том, что опорные валки снимают со стана горячей прокатки полос несколько ранее их полного износа и используют по прямому назначению в первых клетях кварто непрерывного стана холодной прокатки.

Действительно, как следует из вышеупомянутой книги С.П. Ефименко и В.П. Следнева "Вальцовщик листопрокатных станов" (с.68), суммарная величина переточек валков тонколистовых станов (т.е. непрерывных широкополосных) рекомендуется в пределах 3-6% от диаметра новых валков. Исследованиями же, проведенными на станах 2500 горячей и холодной прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат", было установлено, что после уменьшения диаметра опорных валков стана горячей прокатки на 2,5-2,8% их можно использовать на стане холодной прокатки (при одинаковой длине бочек валков).

При этом по мере эксплуатации валков при горячей прокатке происходит изменение микроструктуры и упрочнение их поверхностных слоев, а внутренние слои ("сердцевина" бочки) опорных валков не упрочняются сколько-нибудь заметно, т.е. служат своеобразной "подушкой" для поверхностных слоев. Это обстоятельство предотвращает появление микротрещин на поверхности бочки опорного валка при холодной прокатке, что позволяет эксплуатировать его достаточно продолжительное время.

Так как в рабочих клетях листовых станов горячей и холодной прокатки используются разные по типу подшипники опорных валков, то перед завалкой их в стан холодной прокатки необходимо несколько изменить конфигурацию концов осей этих валков (см. ниже).

Опытную проверку предлагаемого способа производили на станах 2500 горячей и холодной прокатки ОАО "ММК".

С этой целью при прокатке существующего сортамента полосовой стали на обоих станах в определенный момент передавали опорные валки со стана горячей прокатки на стан 2500 холодной прокатки, где их устанавливали в двух первых клетях, в которых они работали с максимальной эффективностью.

Перед завалкой опорных валков в клети стана холодной прокатки осуществляли следующие операции:
1. Обрезали "прибыльную" часть (с проточкой) на концах осей валков.

2. Обрабатывали торцевую поверхность фасок.

3. Просверливали на торцах осей центровые отверстия, необходимые для настройки валков.

4. Выполняли проточки для кулачков вальцешлифовального станка.

5. Производили шлифовку конусных участков осей и цилиндрических шеек валков (до получения вертикального их биения не более ±0,1мм).

6. Выполняли шпоночные пазы.

В процессе эксплуатации полученных опорных валков в первых двух клетях стана холодной прокатки было установлено, что однократный съем поверхности бочки при ее износе должен быть в пределах 0,20-0,23% от диаметра бочки: меньший съем не обеспечивал требуемого качества холоднокатаных полос, а больший съем сокращал длительность рабочей кампании опорных валков.

Применение указанных валков в двух последних клетях стана 2500 холодной прокатки не дало необходимого эффекта из-за ускоренного износа их бочек, причем затраты на подготовку валков к эксплуатации в новых условиях (см. выше) были сравнимы с получаемой экономией.

Попытка использования опорных валков со стана горячей прокатки, подготовленных согласно ближайшему выбранному аналогу ( см. выше), также не дала необходимого эффекта, так как при этом использовались известные рекомендации по суммарной величине переточек бочек валков (3-6%), в результате чего их поверхность при последующей эксплуатации на стане холодной прокатки подвергалась ускоренному износу.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным Центральной лаборатории контроля Магнитогорского меткомбината использование заявляемого способа при прокатке на листовых широкополосных станах комбината позволит сократить расход опорных валков на стане 2500 холодной прокатки не менее чем на 40%, что даст соответствующее снижение расходов по переделу и увеличение прибыли при производстве холоднокатаной листовой стали.

Пример конкретного выполнения
Опорный валок диаметром 1500 мм стана 2500 горячей прокатки после уменьшения диаметра бочки (вследствие ее переточек по износу) на 2,65% (около 40 мм) и после соответствующей подготовки концов его оси устанавливается в первой клети стана 2500 холодной прокатки.

Одноразовый съем поверхности бочки валка по ее износу при этой прокатке принимают в пределах 3 мм, т.е. (3:1460)•100%=0,21%.

Валок используется на стане холодной прокатки не менее 6 раз (после переточек).

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к валкам станов горячей и холодной прокатки стальных полос. Задача, решаемая изобретением, - снижение затрат на листопрокатные опорные валки клетей кварто за счет продления их рабочей кампании. Способ эксплуатации таких валков включает завалку и вывалку с переточкой бочек валков по износу. После уменьшения диаметра бочки на 2,5-2,8% опорные валки вываливают из стана горячей прокатки и устанавливают в одной из двух первых клетей стана холодной прокатки, имеющего ту же длину бочек, с предварительным требуемым изменением конфигурации концов оси валка. Величину одного съема поверхности бочки при ее износе на стане холодной прокатки принимают в пределах 0,20-0,23% от диаметра бочки. Изобретение обеспечивает сокращение расхода опорных валков.

Способ эксплуатации опорных валков листопрокатных станов, включающий завалку и вывалку с переточкой бочек валков по износу, отличающийся тем, что после уменьшения диаметра бочки на 2,5-2,8% опорные валки вываливают из стана горячей прокатки и устанавливают в одной из двух первых клетей стана холодной прокатки, имеющего ту же длину бочек, с предварительным требуемым изменением конфигурации концов оси валка, при этом величину одного съема поверхности бочки при ее износе на стане холодной прокатки принимают в пределах 0,20-0,23% от диаметра бочки.