СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛИСТОПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ Российский патент 2004 года по МПК B21B28/02 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при подготовке к холодной прокатке поврежденного рабочего или опорного валка листопрокатной клети кварто.

Известен способ обработки прокатных валков, включающий шлифование и насечку бочки дробью, причем насечку производят в два этапа, вначале дробью более крупной фракции, а затем более мелкой [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает полного удаления поврежденного в процессе эксплуатации слоя бочки. Это приводит к преждевременной выкрошке валка и необходимости внеплановой перевалки, снижающей производительность прокатного стана.

Известен также способ насечки прокатных валков, включающий предварительное шлифование бочки и нанесение на нее шероховатости потоком дроби [2].

Этот способ подготовки валка также не исключает возможность образования выкрошки бочки, что ухудшает качество полосы и снижает производительность стана.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ подготовки к эксплуатации рабочего валка стана холодной прокатки, включающий механический съем поврежденного слоя бочки шлифованием и последующую ее насечку дробью на дробеметной установке [3].

Недостатки известного способа состоят в следующем. При обрыве полосы в процессе холодной прокатки в зазор между рабочими валками или между рабочим и смежным с ним опорным валками попадает складка полосы двойной или тройной толщины. Это приводит к локальному перегреву валка и привариванию полосы к его поверхности (дефект “навар”). Следствием локального перегрева закаленного слоя бочки является образование в месте дефекта “навар” структуры отпущенного мартенсита, имеющей низкую твердость и пораженной зародышевыми трещинами. Эксплуатация рабочего и опорного валка с поврежденным закаленным слоем приводит к появлению выкрошки и внеплановой перевалке валков, что снижает производительность прокатного стана. Кроме того, весь металл, прокатанный на валках с выкрошкой, имеет низкое качество и переводится в брак.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в исключении выкрошек бочки валков после образования дефекта “навар”, повышении качества полос и производительности стана.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе подготовки к эксплуатации листопрокатных валков стана холодной прокатки, включающем механический съем поврежденного слоя бочки и последующую ее насечку дробью, согласно предложению после образования на валке повреждения “навар” величину съема устанавливают равной 2-4 мм, а насечку дробью осуществляют до шероховатости 2-3 мкм R_a, после чего проводят визуальный осмотр бочки, и, при наличии темного пятна на месте повреждения “навар”, производят дополнительные операции механического съема поврежденного слоя величиной 0,8-1,2 мм, насечки дробью и визуального осмотра, причем дополнительные операции повторяют до исчезновения темного пятна.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для предотвращения выкрошек валка с дефектом “навар” поврежденный слой его бочки необходимо удалить. Для этого производят механический съем толщиной 2-4 мм с поверхности бочки шлифованием. Если при первой механической обработке поврежденный слой был удален полностью, то при визуальном осмотре после насечки на бочке валка в месте дефекта “навар” темное пятно отсутствует. Но когда повреждение бочки валка имеет большую глубину проникновения и не удалено при первой механической обработке, то после насечки дробью на поверхности бочки визуально обнаруживается темное пятно. Это объясняется тем, что поскольку отпущенный мартенсит имеет меньшую твердость, чем закаленный слой бочки валка, то в результате при насечке дробь проникает в него глубже, и он приобретает повышенную шероховатость поверхности, воспринимаемую визуально как темное пятно. Для удаления поврежденного слоя валок с темным пятном после осмотра вновь подвергают механической обработке с удалением поврежденного слоя толщиной 0,8-1,2 мм. Затем валок вновь насекают и подвергают визуальному осмотру. Процедуру повторяют до исчезновения на поверхности бочки темного пятна, что свидетельствует о полном удалении повреждения.

Экспериментально установлено, что в большинстве случаев повреждение бочки валка после “навара” распространяется на глубину 2-4 мм. При величине съема менее 2 мм повреждение заведомо не будет удалено после первой механической обработки. Это удлинит и удорожит цикл подготовки валка. При величине съема более 4 мм и неглубоком проникновении дефекта увеличивается нерациональный расход активного (закаленного) слоя бочки. В результате возрастает расход валков.

В случаях, когда механический съем поврежденного слоя при дополнительных операциях менее 0,8 мм, увеличиваются число циклов обработки до полного удаления дефекта и затраты на подготовку поврежденного валка к эксплуатации. Увеличение съема более 1,2 мм приводит к перерасходу активного слоя бочки и удлинению цикла механической обработки, что нецелесообразно.

Для насечки валка до шероховатости менее 2 мкм R_a требуется низкая энергия дроби, разница в глубине насечки закаленных и отпущенных участков мала, поэтому пятна с пониженной твердостью не проявляются при визуальном осмотре бочки. Насечка дробью с шероховатостью более 3 мкм R_a ухудшает светоотражательную способность бочки и делает незаметными пятна пониженной твердости.

Пример реализации способа

При обрыве полосы в непрерывном четырехклетевом стане 1700 холодной прокатки в зазор между рабочими валками 4-й клети попадает складка полосы тройной толщины. Обжатие складки валками из стали 9ХФ с закаленным рабочим слоем приводит к резкому повышению температуры и привариванию полосы к поверхности рабочего валка (повреждение “навар”). Зона термического влияния от “навара” распространяется вглубь валка, и вследствие локального перегрева происходит отпуск закаленного слоя бочки с потерей твердости. Глубину распространения отпущенного слоя при аварийном порыве и “наваре” предсказать невозможно. Дальнейшее использование рабочего валка, участок бочки которого имеет после “навара” структуру отпуска, недопустимо, т.к. это приведет к образованию выкрошки.

Поврежденный рабочий валок после вылеживания для релаксации внутренних напряжений проверяют на наличие трещин и при их отсутствии устанавливают на вальцешлифовальный станок, где с помощью абразивного круга производят первый механический съем поврежденного слоя. Толщина снимаемого слоя Н_н составляет 3 мм. Затем рабочий валок вкатывают на тележке в камеру дробеметной машины и производят насечку бочки колотой чугунной дробью фракции 1,5 мм до шероховатости поверхности 2,5 мкм R_a. Скорость вращения дробеметного колеса при насечке составляет 1500 об/мин.

После насечки всей бочки производят визуальный осмотр поверхности. Если при первом механическом съеме отпущенный слой был удален на всю глубину, то на бочке валка будут отсутствовать темные пятна, и валок можно вновь заваливать в клеть для прокатки.

Если же при первом съеме отпущенный слой был удален не полностью, то после насечки в местах бочки, имеющих меньшую твердость, будут присутствовать темные пятна. Рабочий валок с темными пятнами вновь устанавливают на вальцешлифовальный станок и производят второй механический съем поврежденного слоя толщиной Н_п=1,0 мм.

Перешлифованный валок вновь подвергают насечке на дробеметной машине до шероховатости 2,5 мкм R_a и подвергают визуальному осмотру. Перешлифовки со съемом Н_п = 1,0 мм и последующие насечки на дробемете до шероховатости 2,5 мкм R_a повторяют до тех пор, пока с бочки валка не будет удален весь поврежденный при "наваре" слой, о чем свидетельствует отсутствие на бочке темных пятен, имеющих пониженную твердость и более высокую шероховатость. Рабочий валок, на бочке которого темные пятна после насечки не проявляются, вводят в эксплуатацию и заваливают в клеть.

Варианты реализации способа подготовки к эксплуатации листопрокатного валка и показатели их эффективности приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается исключение выкрошек бочки листопрокатного валка после образования на нем дефекта “навар”, повышение качества полос и производительности стана. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты 1 и 5) удельный расход валков возрастает, увеличиваются простои по причине внеплановых перевалок валков с выкрошкой, увеличивается выход бракованной продукции. Также высокий удельный расход валков при увеличенных простоях и браке имеет место в случае использования способа-прототипа (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что он позволяет точно определить наличие на перешлифованном листопрокатном валке участков с пониженной твердостью после образования дефекта “навар”, и при минимальном расходе активного слоя бочки полностью удалить его. За счет этого исключается выкрошка рабочего и опорного валка в клети, снижаются простои на внеплановые перевалки, сокращается выход бракованной продукции.

В качестве базового объекта при определении эффективности предложенного способа принят способ-прототип. Промышленное применение предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаных листов на 5-7%.

Источники изобретения

1. А.с. СССР №1424890, МПК В 21 В 28/02, 1988 г.

2. А.с. СССР №1667966, МПК В 21 В 28/00, 1991 г.

3. Л.И. Боровик, А.И. Добронравов. Технология подготовки и эксплуатации валков тонколистовых станов. М.: Металлургия, 1984 г., с.44, 54-55 - прототип.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при подготовке к холодной прокатке поврежденного рабочего или опорного валка. Задача изобретения - повышение качества полос и производительности стана. Способ подготовки к эксплуатации листопрокатных валков стана холодной прокатки включает механический съем поврежденного слоя бочки и последующую ее насечку дробью. После образования на валке повреждения “навар” величину съема устанавливают равной 2-4 мм, а насечку дробью осуществляют до шероховатости 2-3 мкм R_a, после чего проводят визуальный осмотр бочки. При наличии темного пятна на месте повреждения “навар” производят дополнительные операции механического съема поврежденного слоя величиной 0,8-1,2 мм, насечки дробью и визуального осмотра. Дополнительные операции повторяют до исчезновения темного пятна. Изобретение обеспечивает исключение выкрошек бочки после образования дефекта “навар”. 1 табл.

Способ подготовки к эксплуатации листопрокатных валков стана холодной прокатки, включающий механический съем поврежденного слоя бочки и последующую ее насечку дробью, отличающийся тем, что после образования на валке повреждения “навар” величину съема устанавливают равной 2-4 мм, а насечку дробью осуществляют до шероховатости 2-3 мкм R_a, после чего проводят визуальный осмотр бочки, и, при наличии темного пятна на месте повреждения “навар”, производят дополнительные операции механического съема поврежденного слоя величиной 0,8-1,2 мм, насечки дробью и визуального осмотра, причем дополнительные операции повторяют до исчезновения темного пятна.