СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВАЛКОВ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА Российский патент 2013 года по МПК B21B28/02 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано применительно к рабочим валкам листопрокатных и дрессировочных клетей с индивидуальным и групповым приводом валков.

Известен способ эксплуатации валков листопрокатного стана, включающий их шлифование с помощью абразивных кругов, дробеметную насечку поверхностей бочек и последующую работу пары валков в клети [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что валки в паре в процессе шлифования необходимо подгонять по диаметру бочек. Это увеличивает расход валков.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации валков листопрокатного стана, включающий шлифование бочек валков абразивным кругом, их последующую электроэрозионную насечку до получения заданного значения шероховатости R_а и работу валка в паре с другим валком в прокатной клети стана 1700 [2].

Недостаток известного способа состоит в следующем. Работающие в клети валки, образующие пару, получают различные повреждения (неравномерный износ, порезы, навары). Поэтому после шлифования до полного устранения повреждений валки приобретают различный диаметр бочек. Для того чтобы исключить неравномерную нагрузку в линии привода валков и загиб передних концов прокатываемых полос на выходе из клети, валок с большим диаметром после удаления повреждений дополнительно шлифуют, подгоняя его по диаметру к парному валку. Подгонка валков по диаметру приводит к увеличению расхода валков.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении расхода валков.

Для решения технической задачи в известном способе эксплуатации валков листопрокатного стана, включающем их шлифование, насечку поверхностей бочек и последующую работу пары валков в клети, согласно изобретению, валок с меньшим диаметром бочки насекают до шероховатости, превышающей шероховатость парного валка, при этом соотношение шероховатостей валков с меньшим и большим диаметрами поддерживают равным:

$$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б),$$

где R_а(м), R_а(б) - шероховатость бочки валков меньшего и большего диаметра, мкм R_a;

D_М, D_Б - диаметры бочек валков меньшего и большего диаметра, мм;

k=2÷4 - коэффициент пропорциональности.

Сущность изобретения состоит в следующем. Использование в клети валков с различным диаметром бочек приводит к неравномерной нагрузке на линию привода валков: момент прокатки на валке большего диаметра возрастает, а на валке меньшего диаметра снижается. Это недопустимо, так как отрицательно сказывается на условиях работы привода. Кроме того, изгиб передних концов полос на выходе из клети с валками с различным диаметром бочек затрудняет их задачу в последующую клеть и моталку.

Насечка валка меньшего диаметра до шероховатости, превышающей шероховатость парного валка, позволяет за счет увеличения на нем коэффициента трения скомпенсировать асимметрию прокатки, обусловленную разницей диаметров в паре валков. Это приводит к выравниванию нагрузки на линию главного привода валков. В то же самое время рост опережения на валке с большей шероховатостью поверхности уменьшает изгиб передних концов полос.

Наиболее полная компенсация асимметрии деформации, обусловленной разницей диаметров в паре валков асимметрией шероховатости их бочек, как показали эксперименты, достигается при выполнении соотношения $$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б)$$ . Указанное соотношение получено для валков с номинальным диаметром бочек 400-600 мм.

Экспериментально установлено, что при k менее 2 не достигается компенсации разницы диаметра валков: нагрузка на приводную линию валка с большим диаметром остается выше, чем на приводную линию парного с ним валка. В случае, когда k превышает 4, имеет место перекомпенсация: нагрузка на приводную линию валка с большим диаметром становится ниже, чем на приводную линию валка с меньшим диаметром. В обоих случаях возрастает контактное скольжение металла по поверхности валков и увеличивается их износ.

Примеры реализации способа

Пару рабочих валков стана кварто 1700 холодной прокатки подвергают шлифованию с помощью абразивного круга до полного удаления следов износа и накопленных повреждений. После шлифования диаметр бочки верхнего валка составил D_М=500 мм, диаметр бочки нижнего валка составил D_Б=490 мм.

Шлифованные рабочие валки подвергают насечке, что позволяет лучше удерживать полосу на линии прокатки и исключить сваривание витков рулонов при последующем рекристаллизационном отжиге.

Бочку верхнего рабочего валка с большим диаметром D_Б насекают с помощью электроразрядного текстурирования до шероховатости R_а(б)=1,80 мкм. Бочку нижнего рабочего валка меньшего диаметра D_М насекают до шероховатости R_а(м), превышающей шероховатость R_а(б) парного с ним верхнего валка, и составляющей:

$$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б)=3\cdot \frac{500}{490}\cdot \mathrm{1,80}=\mathrm{5,51}мкм.$$

Пару насеченных валков заваливают в 4-ю клеть непрерывного стана с индивидуальным электроприводом рабочих валков и осуществляют холодную прокатку полос сечением 0,7×1500 мм из стали марки 08пс.

Благодаря тому, что нижний рабочий валок с меньшим диаметром бочки имеет шероховатость R_а(м)=5,51 мкм, превышающую шероховатость бочки верхнего валка R_а(б)=1,80 мкм, передние концы полос выходят из клети без изгибов, а моменты привода на верхнем М_в и нижнем М_н рабочих валках равны и составляют: М_в=М_н=2,4 т·м. Использование верхнего и нижнего рабочих валков без дополнительного шлифования с целью выравнивания диаметров их бочек обеспечивает снижение удельного расхода валков до величины q=1,2 кг/т (килограммов списанных валков на тонну произведенного проката). Равномерная нагрузка по моменту прокатки линий привода верхнего и нижнего рабочих валков удлиняет срок эксплуатации механического оборудования.

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

Таблица Режимы эксплуатации валков и их эффективность №     Изгиб передних концов q, варианта k М_в/М_н кг/т         1 5 0,65 присутств. 3,3 2 2 1,0 отсутств. 1,2 3 3 1,0 отсутств. 1,2 4 4 1,0 отсутств. 1,2 5 1 1,35 присутств. 3,2 6 [2] -- 1,0 отсутств. 3,3

Из данных, представленных в таблице, следует, что в случае реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение расхода валков при равномерной нагрузке по моменту прокатки линии главного привода, изгиб передних концов полос на выходе из клети не происходит. В случае запредельных значений k (варианты №1 и №5) возрастает расход валков и неравномерность нагрузки главного привода, присутствует изгиб передних концов полос. При реализации ближайшего аналога [2] с дополнительным шлифованием валка большего диаметра до диаметра парного с ним валка (вариант 6) расход валков также возрастает.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что насечка валка с меньшим диаметром до шероховатости, большей, чем у валка с большим диаметром, а также выполнение предложенного соотношения шероховатости валков $$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б)$$ , позволяет исключить необходимость дополнительного шлифования валка с большим диаметром, уменьшить трудозатраты на шлифование, сократить расход валков.

В процессе испытания предложенного способа был обнаружен побочный положительный эффект, который выразился в снижении энергозатрат на прокатку в клети с валками неравного диаметра и шероховатости их бочек на 10-12%.

В качестве базового объекта принят ближайший аналог. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаного листового проката на 3-5%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Л.И. Боровик, А.И. Добронравов "Технология подготовки и эксплуатации валков тонколистовых станов" М. Металлургия, 1984 г. с.50-55.

2. Патент РФ №2187393, МПК В21В 28/02, 2002 г.

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. Способ включает шлифование валков, насечку поверхностей их бочек, при этом насечку поверхности валка с меньшим диаметром валка осуществляют до шероховатости, превышающей шероховатость поверхности парного валка с большим диаметром бочки, а шероховатость валка с меньшим диаметром определяют из условия:

$$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б),$$

где R_а(м), R_a(б) - шероховатость бочки валков меньшего и большего диаметра, мкм;

D_M, D_Б - диаметры бочек валков меньшего и большего диаметра, мм;

k=2÷4 - коэффициент пропорциональности, что позволяет исключить необходимость дополнительного шлифования валка с большим диаметром, уменьшить трудозатраты на шлифование и снизить расход валков. 1 табл., 1 пр.

Способ прокатки полос в листопрокатном стане, включающий использование в клетях валков, имеющих различные диаметры бочек, подвергнутых шлифованию, насечке их поверхностей, отличающийся тем, что насечку поверхности валка с меньшим диаметром бочки осуществляют до шероховатости, превышающей шероховатость поверхности парного валка с большим диаметром, при этом шероховатость валка с меньшим диаметром определяют из условия:
$$R_{а}(м)=k\cdot \frac{D_{Б}}{D_{М}}\cdot R_{а}(б),$$
где R_а(м), R_a(б) - шероховатость бочки валков меньшего и большего диаметра, мкм;
D_M, D_Б - диаметры бочек валков меньшего и большего диаметра соответственно, мм;
k=2÷4 - коэффициент пропорциональности.