Способ подготовки рабочих валков для холодной прокатки Советский патент 1986 года по МПК B21B28/02 

f1

ИтоОретение относится к прокатному прлизяодству и может fibn ь испольчова- но на станах хололной прокатки для получе)1ия тонких листов и лент.

Целью изобретения является повышение стойкости налкоя путем активизации процессов релаксации и снижения термических напряжений.

Рабочие валки станов холодной прокатки листа и ленты работают в условиях значительных контактных нагрузок и частых повреждений, в результате чего в поверхностных слоях налков возр{икают остаточные напряжения, которые уменьшают за счет выдержки валков перед устан 5вкой в клеть в течение 100-120 ч при . Остаточные напряжения в поверхностных слоях валков в значительной степени снижают усталостную прочность материала и приводят к преждевременному разрушению валков.

Способ заключается в следующем.

Валки вываливают из клети при 50- 70 с с нерав}1омерностью температуры по длине бочки до 10-15°С (более нагрета средняя часть бочки по длине), направляют на участок валков, где их термостатируют любым известным способом и выдерживают при 50- в течение 8 - 16 ч. За этом время происходит выравнивание температуры валка по длине с точностью до 2- 3 С и протекают процессы релаксации напряжений в поврежденных местах, затем валки направляют на перешлифовку для удаления поврежденного поверхностного слоя и придания образуюшей бочки валка необходимого профиля. Возможная неточность профиля, как показали замеры, составляет 0,02- 0,03 мм, что определяет применимость способа на станах, прокатывающих лист и ленту толщиной более 0,4 мм. При прокатке более тонкой ленты такая неточность профиля может привести к существенным искажениям профиля проката, а практика показывает, что прокатка листа толщиной более 0,4 мм не сопровождается нарушением плоскостности листа. После перешлифовки валки подвергают действию радиальной нагрузки 50 - 80 кгс/мм на длине по окружности поперечного сечения вадка 0,04-0,1 его диаметра с коэффициентом трения в контакте не более 0,08 в течение 10-10 циклов. При таком циклическом нагружении происходит акти- визация и ускорение протекания про19902

пессов релаксации напряжений в поврежденных местах поверхностных слоев валка. После такой обраб(тки валок выдерживает значительные нагрузки и

5 его стойкость повышается в 2-3 раза. Значения параметров способа имеют экстремальный характер влияния на стойкость валков, поэтому пределы значений параметров способа ограни0 чены и являются оптимальными.

При выдержке валков при температуре ниже 50°С последующая установка их в клети стана, где рабочая температура валков более 50°С, приводит

5 к разогреву валков в начале работы и возникновению в них значительных термических напряжений. Нагрев валков выше 70°С приводит к повышенному расходу энергии на подготовку валков.

0 При времени выдержки менее 8 ч за счет процесса релаксапии остаточные напряжения в поврежденных местах еше не снижены до безопасного уровня и при установке валков в клеть на эти

5 напряжения накладываются напряжения от давления металла на валки, что дает суммарные напряжения больше предела усталости материала валка, и последний разрушается. Выдержка бо30 лее 16 ч приводит к неоправданному удлинению срока подготовки и увеличению необходимого парка валков. Экспериментально установлено, что стойкость валков при времени выдержки 4 ч составляет 6000 т/валок; при времени выдержки 8 ч - 12 тыс. т/валок; при выдержках 12, 16 и 24 ч - 13,5; 14 и 14,5 тыс. т/валок соответственно. Приведенные данные подтверждают оптимальность срока выдержки 8-16 ч.

Радиальная нагрузка: если максимальное напряжение цикла больше указанного предела (80 кгс/мм), то, суммируясь с остаточными напряжениями в поврежденных местах, они вызывают зарождения разрушения валков. При напряжениях меньше 50 кгс/мм процесс релаксации затягивается вследствие очень малой активизации.

При длине контакта при нагружении

5° валка (0,04-0,10)0 максимальные напряжения действуют на глубине, где происходят структурные искажения и повреждения в результате перегрузок и повреждений валков при эксплуатации.

55 При контакте, меньшем 0,040, напряжения быстро затухают по глубине поверхностных слоев и снижают эффективность циклической активизации релаксации.

5

0

5

При кпитльте, fio.nh iiPM О, ID, пронсхо- ли г 1ллниое yni auMi nne интенсивных усилий nai-ружеипя, поскольку про- исхолит нат ружемие глоеп, лежащих ниже л( Нрежлеиш |х, не по.лучивтнх порреж и не нуждающихся н вибра июн- ной актиничации процесса ре.чаксании.

Трение п контакте с валком приво- лит к тому, что максимальные напряжения н пс верхностнг,1х сггоях наг1ка сме- иитются р сторону поверхности и снижают эффектинность активи чации погфеж- ленных мест за счет снижения деГютвую П1ИХ там напряжений. Поэтому ко;1ффи- ниент трения в контакте не должен быть более 0,08, 1ри Оолтлием циенте трения распреле нение анряже- ний по глубине нагружаемых слоев приобретает реткую иелинс йность и нерав- HOMepiuiCTb.

При реализации предла гаемог о способа необхо.лимо учитыватл, что обеспечение кoэфf ициeнтa трения менее 0,03 в контакте с валком приводит к про- ска.1и зыва|П11о п контакте, в результате чего качество поверхности валка ухудшается и на ней появляются риски.

При числе цик.лов нагружения, меньшем 10 , процессы релаксации проходят не потиюстью; при увеличении длит ельности более 10 циклов неоправданно увеличивается срок ггодготопки валков, поскольку процессы релаксации уже практически закончились.

Все рассмотренные параметры способа находятся в неразрывном единстве и невыпилне}1ие любого из них не позволяет полностью использовать ресурс усталостной прочности валка.

. ополиительной особенностью предлагаемого способа является теплоизоляция бс1чки валка после шлифовки. После указанной операции валки направляются на стенд сборки подушек, а затем валки с подушками направляются на стан для завадки в стан. Эти операции занимают продолжительное время, за которое вадки успевают

Составитель М.Реутова Редактор А.Воропич Техред Э.Чижмар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 45fi2/9 Тираж 518Подписное

ВНИР1ПИ Государственного комитета СССР

цо делам изобретений и открытий 113035, focKBa, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Производственно-подиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5

0 5 0

5

о

5

0

5

остыть, что приводит к искажению тепловой выпуклости и выпуску некачественной продукции. При разогреве в стане возможно появление значитель- иък термических напряжений. Поэтому после и1лифовки валков центральную часгь бочки шириной 0,5-0,75 длины б(-1чки оборачивают любым теплоизоляционным материалом, например бумагой. оборачивание способствует неравномерному остыванию бочки валка, адекватному неравномерности его разогрева при работе в клети, что пспволяет сразу после завалки иметь стабильный тепловой профиль валков и выпускать качественную продукцию. При ширине оборачивания, большей или меньигей указанного интервала, получающийся при остывании профиль валка не адекватен профилю валка в клети.

Пример. На стане производят вы(алку рабочих валков диаметром 410- 420 мм при 58 с на середине бочки и 55 С - на краю, направляют на участок валков, термостатируют путем по- ме1(ения в теплоизолированную полость, где выдерживают 10,5 ч, причем температура валка изменяется до 53 С на середине и 51 С - на краю бочки, после чего шлифуют, придают необходимый по технологии профиль образующей бочки и нагр жают радиальной нагрузкой 80 кг/мм с длиной контакта 17мм, что составляет 0,041 диаметра валка, и коэффициентом трения 0,06 в течение 510 циклов путем установки валка в черновую клеть стана и пропуска полосы пределом текучести 50 кг/мм. После шлифовки бочки валков оборачивают теплоизолятором на ширину 400 мм (0,71 длины бочки). При этом стойкость валков возрастает в 1,6- 1,8 раза.

Предлагаемый способ позволит повысить стойкость валков, сэкономить 26 рабочих валков в год и снизить выход ленты пониженной группы отделки на 30%.