Способ ремонта прокатных валков Российский патент 2024 года по МПК B23P6/00 B21B27/02 

Изобретение относится прокатному оборудованию, в частности к способам ремонта прокатных валков.

Известен Прокатный валок [1] (Авторское Свидетельство SU №1359033 A1 , МПК В21В 27/02, опубликованного 15.12.1987), где прокатный валок, содержащий ось и бандаж, причем с целью снижения себестоимости, увеличения стойкости и уменьшения неравномерности износа, бандаж размещен в теле оси на участках бочки валка, расположенных на расстоянии 1/10-1/15 длины бочки от её краёв, при этом твердость HRC материала бандажа определяется зависимостью, а пластичность материала бандажа составляет 1,2 – 1,4 пластичности материала оси валка.

Недостатком данного способа является то, что стойкость валка характеризуется материалом бандажа, но не предусматривает многократный ремонт.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам является способ изготовления составного прокатного валка [2] (Авторское Свидетельство SU №1560341 A1 МПК В21В27/02, опубликованного 30.04.1990), включающий получение отливки бандажа, его ковку с припуском под механическую обработку по торцевым частям, удаление припуска, термическую обработку и посадку бандажа на ось с радиальным натягом, причем с целью повышения надежности и долговечности, припуск по торцевым частям устанавливают в диапазоне 0,2-0,3 радиуса бандажа и удаляют его после термической обработки.

Недостатком данного способа является то, что перебандажирование не предусматривает многократное использование бандажей, что снижает ресурс бандажа до однократного использования и его замену.

Технический результат на достижение которого направлено предполагаемое изобретение является возможность увеличение срока службы составных прокатных валков с повторным использованием изношенных бандажей, за счет переточки их с уменьшением габаритных размеров и установки по технологической цепочке в другую клеть, или применение для другого стана, отвечающего собираемости с осью и требуемыми габаритами валка.

Указанный технический результат достигается тем, что способ ремонта

прокатных валков, включающий съем изношенного бандажа 1 с оси 2, предусмотрены следующие отличия: после съема изношенного бандажа 1 с оси 2, отработавшего заявленный ресурс по катающему диаметру d и по ширине бандажа h, производят изготовление бандажа 3 из бандажа 1 на меньшие габариты, определяемые в зависимости:

D₁=D·K₁ (1)

h₁=h·K₂ (2)

d₁=d K₃ (3)

где : D – посадочный диаметр бандажа 1, мм;

D₁ – переточенный посадочный диаметр бандажа 3, мм;

h – ширина бандажа 1, мм;

h₁ – ширина переточенного бандажа 3, мм;

d - катающий диаметр бандажа 1, мм;

d₁ - переточенный диаметр бандажа 3, мм;

K₁ -постоянный коэффициент, равный не менее 1,001

K₂ - постоянный коэффициент, равный не более 0,998

K₃ - постоянный коэффициент, равный не более 0,999,

, разбандажирование валка, включающего нагревание бандажа 1 до температуры 250-380°С, снятие его с оси 2, последующую сборку бандажа 3 с осью 4 другой клети, после чего производят расточку калибра на назначенный профиль валка 2.

Кроме того, в предложенном способе ремонта прокатных валков переточку бандажа 1 на меньшие габариты производят с изменением профилировки самого валка.

Кроме того, в предложенном способе ремонта прокатных валков производят переточку бандажа 1 и сборку в клети другой группы или другого стана, отвечающего меньшими габаритами и собираемостью с осью.

Кроме того, в предложенном способе ремонта прокатных валков производят комбинацию различных по назначению клетей, в том числе переточку бандажей 1 универсальных клетей на вспомогательные клети

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг.1, на котором изображен бандажированный валок с отработанным бандажом;

Фиг.2 на котором изображен бандажированный валок после перебандажирования;

Фиг.3 на котором изображен бандажированный валок для прокатки двутавра 60Б.

Фиг.4 на котором изображен бандажированный валок для прокатки двутавра 40к.

Описание ссылочных позиционных номеров:

1- Бандаж

2- Ось

3- Переточенный бандаж;

4- Ось

h – ширина бандажа 1. мм;

h₁ – ширина переточенного бандажа 3, мм;

D – посадочный диаметр бандажа 1, мм;

D₁ – переточенный посадочный диаметр бандажа 3, мм;

d - катающий диаметр бандажа 1, мм;

d₁ - переточенный диаметра бандажа 3, мм.

Известно, что при снятии изношенного бандажа 1 с оси 2, он считается

скрапным и отгружается в лом. В особенности производственной линии универсально-балочных, рельсобалочных и прочих станах, входит то, что на разные клети устанавливаются бандажи различных габаритов, в связи с уникальностью получаемого профиля.

Сутью изобретения является повторное бандажирование, заключающееся в том, что изношенный бандаж 1, который может изнашиваться как по катающему диаметру d и по ширине бандажа h, после снятия с одной клети перетачивают и устанавливают на другую клеть под прокатку другого профиля, где требуемые габариты по катающему диаметру d и ширине бандажа h меньше исходного. Решение поставленной технической задачи достигается за счет перебандажирования и повторной установки данного бандажа 1, переточенного в бандаж 3 на другую ось 4. При этом бандаж 3 изготавливают из бандажа 1 путем переточки его на меньший катающий диаметр d и меньшую ширину бандажа h, при этом посадочный диаметр D, при посадке на ось 4, должен удовлетворять требованиям обеспечения неразборного соединения с натягом.

В процессе разработки способа ремонта прокатных валков определены оптимальные соотношение размеров переточенного бандажа 3 из бандажа 1 в зависимости от размеров клети и особенности получаемого профиля.

В частности, проведенные исследования позволяют констатировать, что увеличение срока службы составных прокатных валков связано с увеличением срока службы изношенных бандажей 1, отработавших заявленный ресурс по катающему диаметру d и по ширине бандажа h, за счет переточки его с уменьшением габаритных размеров, дальнейшей установки по технологической цепочке в другую клеть, с соответствующим форматом и требуемыми габаритами валка, исчисляемые по формулам (1); (2) и (3).

Данные основываются на результатах ряда испытаний, проводимых в цехе прокатки широкополочных балок (ЦПШБ) АО «ЕВРАЗ НТМК». В ходе испытаний было выявлено, что:

- величина D₁ переточенного посадочного диаметра бандажа 3 менее 1,001D нецелесообразна, т.к., после снятия его с оси на контактной поверхности образуются задиры, которые необходимо удалить расточкой отверстия;

- величина D₁ переточенного диаметра посадочного бандажа 3 более 1,001D целесообразна для переточки;

- величина h₁ ширины бандажа 3 более 0,998h на поверхности бандажа по ширине останется выработка от работы валка;

- величина d₁ переточенного диаметра бандажа 3 более 0,999 на

поверхности бандажа по диаметру останется выработка от работы валка.

Нагревание бандажа 1 до температуры 250-380°С в период разбандажирования валка позволяет обеспечить температурное расширение его и позволит произвести свободное снятие с оси. Отклонение от указанного интервала температур как выше 380°С приведет к отпуску поверхности банадажа, а значит к потере его механических свойства, а ниже 250°С не позволяет произвести снятие его с оси.

Патентуемое изобретение предусматривает возможность переточки бандажа 1 на меньшие габариты, например, с изменением профилировки самого валка.

Предусмотрена возможность переточки бандажа 1 и сборки в клети другой группы или другого стана, отвечающего меньшими габаритами и собираемостью с осью.

Патентуемое изобретение предусматривает, например, возможность производить комбинацию различных по назначению клетей, в том числе переточку бандажей 1 универсальных клетей на вспомогательные клети.

Известные технологии при производстве двутавров, в большинстве случаев использовали составные валки, как для универсальных, так и для вспомогательных клетей, состоящие из оси 2 и бандажа 1 (ФИГ.1), которые устанавливали на ось 1 с натягом, для обеспечения неподвижности соединения. Бандаж 1 является рабочим элементом сборочной единицы и в процессе прокатки контактирует с горячей полосой, в связи с чем происходит износ бандажа 1, после этого для восстановления рабочей поверхности его перетачивают, с уменьшением катающего диаметра d, после достижения предельного износа, производили разбандажирование данной сборочной единицы, включающее нагрев бандажа 1 до температуры 250-380 и съем с оси 2 и бандаж 1, как отработавший свой ресурс передавали в лом. Однако в производственной линии могут находиться клети, где, согласно калибровки катающий диаметр d и ширина бандажа h, меньше, чем на исходном бандаже 1.

Способ ремонта прокатных валков работает следующим образом:

В предлагаемом изобретении производят переточку бандажа 1 на бандаж 3 на переточенный диаметр d₁ бандажа 3, в соответствии с формулой (1) который меньше, чем катающий диаметр d бандажа 1 и ширину переточенного h₁ бандажа 3 в соответствии с формулой (2), который меньше, чем ширина h, бандажа 1 при этом переточенные диаметр d₁ и ширина переточенного h₁ бандажа 3 удовлетворяют размерам бандажа 3. Кроме того для обеспечения неподвижного соединения с натягом, посадочный диаметр D бандажа 1 и оси 2, должны обеспечивать требуемую посадку, поэтому также возможна посадка на ось 4 с большим диаметром, при этом диаметр D будет растачиваться до размера D₁, соответствующего диаметру оси 4 (ФИГ.2).

В дальнейшем, после изготовления составного валка (ФИГ.2), выполняют калибровку бандажа 3 в зависимости от профиля, для проката которого будет использован составной валок.

Способ был опробован в цехе прокатки широкополочных балок (ЦПШБ) на АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат». Для этого использовали изношенный бандаж, изготовленный из стали марки 150ХНМ и ось, изготовленной из стали марки 60ХН универсальной клети для проката двутавра 50Ш с первоначальными размерами бандажа: катающий диаметр бандажа 1 d=1438 мм; ширина бандажа 1 h=600 мм; посадочный диаметр бандажа 1 D=840 мм (ФИГ.3).

После отработки ресурса катающий диаметр бандажа уменьшали переточкой на вальцетокарном станке при постоянном коэффициенте К₃=0,0998 до переточенного диаметра бандажа 3 d₁=1435 мм, но дальнейшее его использование невозможно, из-за того, что валки будут ограничены сведением. Поэтому производили нагрев бандажа до температуры 320°С, разбандажирование, снятие бандажа с оси длиной 4070 мм и расточку отверстия бандажа до переточенного посадочного диаметра бандажа 3 D₁=842 мм при постоянном коэффициенте К₁=1,002 необходимого для посадки уменьшенного бандажа на другую ось длиной 3820 мм, при использовании которой возможно дальнейшее сведение валков. Затем бандаж 3 обрабатывают по поверхности на вальцетокарном станке до размеров переточенного диаметра бандажа 3 d₁=1435 мм при постоянном коэффициенте К₃=0,0998 и до ширины переточенного бандажа 1 h₁=400 мм при постоянном коэффициенте К₂=0,0666 (ФИГ.4). После сборки данный валок уже возможно в дальнейшем использовать для производства двутавра 40к, после чего производят расточку калибра на назначенный профиль валка 2, а затем собирают в назначенную клетью.

Также возможна многократная переточка бандажей после отработки ресурса на меньший профилеразмер по широкому сортаментному ряду.

Например, в цехе прокатки широкополочных балок АО «ЕВРАЗ НТМК» производили переточки бандажей в следующем порядке:

Бандажи валков главной универсальной клети (ГУК), предназначенные для прокатки балочных и колонных двутавров профилей 40Б, 40к перетачивали в бандажи для прокатки балочных и мостостроительных двутавров 36М, 35Б, затем в 30М, 30Б, далее в 25Б, 25Ш, 24М и наконец в 20Б, 20кш – в итоге один первоначальных бандаж использовали многократно с переточками на 5 типоразмеров для прокатки различных профилей.

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Подтверждено опытно, что использование предлагаемого изобретения позволяет:

- экономить бандажи валков за счет переточки на меньший диаметр и ширину и дальнейшую установку на другие оси, с дальнейшим использованием данных бандажей на двутавры меньших размеров;

- унификацировать и обходиться без дополнительных складских запасов валков, для производства двутавров различных профилеразмеров.

Источники информации

[1] Авторское Свидетельство SU №1359033 A1 «Прокатный валок», МПК В21В 27/02, опубликованного 15.12.1987;

[2] Авторское Свидетельство SU №1560341 «Способ изготовления составного прокатного валка» A1 МПК В21В27/02, опубликованного 30.04.1990).

Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к ремонту прокатных валков. После съема изношенного бандажа 1 с оси, отработавшего заявленный ресурс по катающему диаметру d и по ширине бандажа h, производят изготовление бандажа из бандажа 1 на меньшие габариты, определяемые в зависимости: D₁=D·K₁ , h₁=h·K₂, d₁=d K₃, где D – посадочный диаметр бандажа 1, мм, D₁ – переточенный посадочный диаметр бандажа, мм, h – ширина бандажа, мм, h₁ – ширина переточенного бандажа, мм, d - катающий диаметр бандажа, мм, d₁ - переточенный диаметра бандажа, мм. Разбандажирование валка, включающего нагревание бандажа до температуры 250-380°С, снятие его с оси, последующую сборку бандажа с осью другой клети, после чего производят расточку калибра на назначенный профиль валка. Изобретение позволяет увеличить срок службы составных прокатных валков с увеличением срока службы изношенных бандажей за счет переточки их с уменьшением габаритных размеров и установки по технологической цепочке в другую клеть, с соответствующим форматом и требуемыми габаритами валка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

1. Способ ремонта прокатных валков, включающий съем изношенногобандажа 1 с оси 2, отличающийся тем, что после съема изношенного бандажа 1 с оси 2, отработавшего заявленный ресурс по катающему диаметру d и по ширине бандажа h, производят изготовление бандажа 3 из бандажа 1 на меньшие габариты, определяемые в зависимости:

D₁=D·K₁ (1),

h ₁=h·K₂ (2),

d₁=d K₃ (3),

где : D – посадочный диаметр бандажа 1, мм;

D₁ – переточенный посадочный диаметр бандажа 3, мм;

h – ширина бандажа 1, мм;

h₁ – ширина переточенного бандажа 3, мм;

d - катающий диаметр бандажа 1, мм;

d₁ - переточенный диаметра бандажа 3, мм;

K₁ - постоянный коэффициент, равный не менее 1,001

K₂ - постоянный коэффициент, равный не более 0,998

K₃ - постоянный коэффициент, равный не более 0,999,

разбандажирование валка, включающего нагревание бандажа 1 до температуры 250-380°С, снятие его с оси 2, последующую сборку бандажа 3 с осью 4 другой клети, после чего производят расточку калибра на назначенный профиль валка 2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят переточку бандажа 1 на меньшие габариты с изменением профилировки самого валка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят переточку бандажа 1 и сборку в клети другой группы или другого стана, отвечающего меньшими габаритами и собираемостью с осью.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что производят комбинацию различных по назначению клетей, в том числе переточку бандажа 1 универсальных клетей на вспомогательные клети