Прокатный валок Советский патент 1990 года по МПК B21B27/02 

(21)4637250/27-02

(22)12.12.88

(46) 23.10.90. Бюл. № 39 (71) Новолипецкий металлургический комбинат и Липецкий политехнический институт

. (72) А.Д.Белянский, В.В.Ветер, А.И.Третьяков, Л.А.Арустамов И И.С.Сарычев

(53)621.771.23 (088.8)

(5.6) Авторское свидетельство СССР № Н04131, кл. В 21 в 27/02. 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1154015, кл. В 21 в 27/02, 1983.

(54)ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК

(57) Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям опорных ва-лков листовых станков горячей прокатки. Цель изобретения - повьшение ресурса и упрощение эксплуатации валка путем последовательной замены изношенного рабочего слоя на резервные слои из износостойкого материала, локализации внутренних напряжений в объеме одного рабочего слоя и съема при переточках бандажа более технологического металла вязкого слоя. Прокатный валок содержитесь и многослойный бандаж, направленный из материалов с разной износостой костью и вязкостью в смежных слоях, причем внешняя образующая валка вы- .полнена из материала с большей износостойкостью, а непосредственно с осью контактирует вязкий слой. При наплавке вязкого слоя используют проволоку СВ-10Х11НВМФ, а слой наплавляют под флюсом. Его твердость составляет HSD.52. Износостойкие слои формируют из проволоки Нп-ЗОХГСА и Св- 10Х11ВНМФ. Твердость износостойких слоев составляет HSD 70-72. Первый износостойкий слой, а затем и после- дующие эксплуатируются с перешлифовками, после чего его остатки вместе со смежным вязким слоем удаляются посредством токарной обработки, что позволяет снизить трудозатраты при вводе резервных износостойких слоев в эксплуатацию. Технико-экономический эффект складывается из снижения расхода валков до 35% в сравнении с базовым объектом, имеющим наплавленный бандаж только из износостойкого материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

С 5

сл

CD

о о

00

4j

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям опорных валков листовых станов горячей прокатки. Цель изобретения - повышение ресурса и упрощение эксплуатации валка путем последовательной замены изношенного рабочего слоя на резервные слои из износостойкого материала, локализации внутренних напряжений в объеме одного рабочего слоя и съема при переточках бандажа более технологичного металла вязкого слоя. Прокатный валок содержит ось и многослойный бандаж, наплавленный из материалов с разной износостойкостью и вязкостью в смежных слоях, причем внешняя образующая валка выполнена из материала с большей износостойкостью, а непосредственно с осью контактирует вязкий слой. При наплавке вязкого слоя используют проволоку Св-10Х11НВМФ, а слой наплавляют под флюсом. Его твердость составляет HSD 52. Износостойкие слои формируют из проволоки Нп-30ХГСА и Св-10Х11ВНМФ. Твердость износостойких слоев составляет HSD 70-72. Первый износостойкий слой, а затем и последующие эксплуатируются с перешлифовками, после чего его остатки вместе со смежным вязким слоем удаляются посредством токарной обработки, что позволяет снизить трудозатраты при вводе резервных износостойких слоев в эксплуатацию. Технико-экономический эффект складывается из снижения расхода валков до 35% в сравнении с базовым объектом, имеющим наплавленный бандаж только из износостойкого материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области прокатного производства, конкретнее к конструкциям опорных валков листо/- вых станов горячей прокатки.

Цель изобретения - повышение ресурса и упрощение эксплуатации валка путем последовательной замены изно- щенных рабочих слоев на резервные , слои из износостойкого материала локализации внутренних напряжений

в объеме одного рабочего слоя и съема при переточках бандажа более технологичного металла вязкого слоя. На чертеже изображен опорный валок с многослойным бандажом, общий вид, продольный разрез.

Валок состоит из. оси и многослойного бандажа, наплавляемого из материалов с разной износостойкостью и вязкостью в смежных слоях.

15

R 11

20

25

Количество слоев определяется .разером окон, станины рабочей клети, абаритами подушек валков, минимальо допустимым радиусом бочки валка может составлять 4-8.

Слои по сечению бандажа распредеяются так, что рабочая поверхность ыполняется из износостойкого материла, а -непосредственно, на оси наплав- to яется слой из вязкого материала при оследовательном чередовании износотойких и вязких-слоев, причем толпщ- а всех износостойких слоев постоянна и составляет (3..-.4).Н а толщина вязких слоев уменьшается от оси в направлении к внешней образующей бочки и определяется по зависимости

-{о.)

he Не , ,д толщина вязкого слоя, мм;

п - порядковый номер слоя в нап- равлении от оси к внешней образующей бочки} номинальный радиус бочки валка, мм; . , средний износ -за кампанию (по данным эксплуатации опорных -валков составляет 3-4 мм);

,73 - основание натурального логарифма. Опыт эксплуатации опорных валков

широкополосного стана 2000 горячей прокатки показал, что выкрошивание рабочей поверхности происходит за J-ч кампании, их работы, при этом рабочая поверхность изнашивается на глубину 12-16 мм, .при среднем износе за кам панию с учетом съема металла за пере- Q шлифовки с возможностью восстановле- ния исходной профилировки (выпуклость +1 5 мм) составляет 3-4 мм,

В процессе контактной усталости

выкрошки распространяются на всю . дЗ

-глубину износостойкого слоя, в связи с чем целесообразно производить после 3-4 кампаний обновление рабочей поверхности валка, вводя в работу но- .

-вые резервные износостойкие слои расположенные по толг.щне бандажа в . Направлении к оси. При °. : практике эксплуатации валков изношен ный износостойкий слой удаляется поСОеДСТВОМ шлифовки.ее

ля замены трудоемкой операции 55 шлифовки на более «-«««f/ f ;;:% операцию съема металла перевод переточки валков на обработку

на пр ка сл ем св ди

ре

4) на че но

ст а

п в

° с

15

20

25

to

ч - Q ь

. дЗ

о- .

. н ее

55 тку

на токарных станках при использовании предложенной конструкции после 3-4 кампаний изношенного износостойкого слоя, он удаляется обработкой резанием совместно со смежным вязким слоем, свойства которого позволяют производить его удаление металлорежущими

резцами.

Толщина износостойкого слоя (.3... 4)Н определяется величиной съема наклепанного слоя после первой и четвертой кампаний с учетом восстановления исходной профилировки.

Для опорных валков широкополосного стана горячей прокатки 2000 мм, а за время 3-4 кампаний прокатывается 360-500 тыс.т листового проката.

При работе валка вязкие слои,расположенные на разном уровне от оси валка, воспринимают различные нагрузки и в них различны условия для возникновения остаточных напряжений.

Менее благоприятные условия у вязкого слоя, примыкающего непосредст-. венно к оси, так как он находится в эксплуатации наибольшее время, вязкий слой расположенный за внешним износостойким слоем находится в наиболее благоприятных условиях, а вязкие

° слои, расположенные между ними,

.LvxvA -- -

принимают средние .нагрузки. Это позволяет варьировать их толпшну в целях экономии расхода дорогостоящего материала для наплавки вязких слоев, а также снижая общую толщину вязких слоев, повышать количество износостойких слоев.

В результате обработки статистических данных была определена указанная зависимость (1) для определения толщины каждого вязкого слоя при определении количества слоев по формуле

оТТлТн гпр R - максимально допустимый

i ДС 1- Q 1

радиус валка, мм;

R

мин

- минимальный радиус валка,

мм.

Используя зависимость (1), можно определить необходимую толщину вязкого слоя в зависимости от его удаления от оси, при которой исключается пластическая деформация вязких слоев, а также гарантируется предохранение последующего износостойкого слоя при выкрошивании предшествующего износостойкого слоя, кроме того, возможно

рациональное расходование материала при наплавке вязкого слоя.

Отработавший свой ресурс работы опорный валок с диаметром бочки, близким к минимально допустимому диаметру 1460 мм, обтачивают на глубину 5 мм на сторону для удаления накопившихся в рабочем слое дефектов После чего, исходя из начального диаметра валков, величины износа за кампанию, определяются количество износостойких слоев, а также толщина вязких слоев.

Количество слоев определяется по формуле

(зТТТЩ

макс мии п -ут:-

где R

п макс

количество слоев,

максимальный радиус валка (для НШСГП 2000 составляет 800 мм); минимальный радиус валка

(для НШСГП 2000 составляет 725 мм) ;

Н - средний износ за кампанию (для самой загруженной в условиях НЛМК восьмой клети чистовой группы составляет А мм) .

Определим число слоев П;«о(1(..,

слоев при

4,6 и примем количество етном их числе равным 4,

Далее по зависимости

-(0.01 + 8 и) Не определяем толп;ину вязких слоев в направлении от оси к внешней образующей валка hg 3,8 мм; h 02 3,6 мм, аналогичным расчетом получаем ,58 мм и ,4 мм.

Затем опорный валок устанавливается на вальценаплавочную установку КЖ-9704, в которой производится его предварительньй подогрев до температуры 400°С в течение 36 ч.

Наплавку вязкого первого слоя производят расщепленным электродом проволокой СВ-10Х11НВМФ под флюсом АН-20С на следующих режимах.: сварочный ток 900-950 А, напряжение на дуге 34-3.6 В, скорость наплавки изменяется в пределах 20-35 м/ч для регулирования толщины вязких слоев в зависимости от расположения по поперечному сечению валка.

Первый вязкий слой 1 формируется твердостью HSD-52 толщиной 3,8 мм за два прохода.

10

Первый рабочий слой 2 формир уют твердостью HSD 70-72 посредством наплавки расщепленным электродом прово- локами Нп-ЗОХГСА и Св-10Х11ВНМФ под флюсом АН-20С на следующих режимах: сварочный ток 900-950 А, напряжение на дуге 34-36 В, скорость наплавки 25-30 м/ч.

Износостойкий рабочий слой формируется за 5 проходов.

Аналогичным образом наплавляют последующие слои-3--,.5 и 6-8 соответственно формируемые из вязкого и 15 износостойкого материалов.

После наплавки валок имеет диаметр 1603 мм,

Наплавленный валок подвергают механической обработке и придают ему 20 исходный профиль с выпуклостью. Валок с начальным диаметром 1600 мм устанавливают в клеть, где он эксплуатируется в течение 7-6 сут, при этом наработка составляет 130-140 тыс,т. Валок, 25 выводится из работы по причине недопустимого изменения первоначальной профилировки.

После первой кампании осуществляется шлифовка валка с целью восстановле- 30 ния профиля. Вторую кампанию с диаметром 1592 мм валок эксплуатируется в другой клети, наработка составляет 135 тыс,т.

Валок выводится из работы по причине недопустимого изменения профилировки в процессе износа. После второй кампании осуществляются шлифовка валка и его профилировка. Третью кампанию с диаметром 1584 мм валок эксплуатируется до наработки 150 тыс,т.

После третьей кампании валок подвергают токарной обработке с целью удаления четвертого вязкого слоя и остатков износостойкого слоя, при этом валок обновляется.

Аналогичным образом эксплуатируются 5,6 и 2 слои.

Были проведены испытания серии предлагаемых опорных валков (72 валок с ресурсом валка 1800 тыс,т), а также базового объекта (таблица).

Технико-экономический эффект от использования предложенного прокатного валка заключается в повьгаении длительности эксплуатации валка на 30- 35% в сравнении с базовым объектом. Формулаиз обретения.

0

5

0

5

8Ых станов горячей прокатки, содержащий ось и наплавленный многослойный бандаж, в котором два смежных слоя имеют по-отношению друг к другу раз- Hyig износостойкость и вязкость, а непосредственно с осью контактирует слой с большей вязкостью, отличающийся тем, что, с цепью |7овьппения ресурса и упрощения эксплу тации валка путем последовательной амены изношенных рабочих слоев на резервные слои и износостойкого Материала, локализации внутренних напряжений в объеме одного рабочего Ьлоя и съема при переточках бандажа олее технологичного металла вязкого слоя, бандаж снабжен дополнительными |1лоями, выполненными из материалов |: разной износостойкостью и вязкостью |соторые расположены по его толщине виде последовательно чередующихся hap аналогично указанным смежным сло(Разовый объект)

ям, а внешняя образующая бандажа наплавлена из материала большей износо- стойкости, при этом толщина всех износостойких слоев постоянна и составляет (3.,.4)Н, где Н - средний износ за кампанию валка, а толщина вязких слоев уменьшается в направлении от оси к внешней образующей бандажа,

2, Валок по п,1, отличаю- щ и и с я тем, что толщина вязких слоев hg определяется из зависимости

-(0.)

,

где R - номинальный радиус бочки валка, мм; . - е - основание натурального логарифма;

п - порядковый номер слоя в направлении О.Т оси к внешней образующей бандажа, начиная (С единицы.

кампании

Выработка 30% активного

слоя