Опора валка стана горячей прокатки Советский патент 1992 года по МПК B21B31/02 

Наличие в составе основы поверхностно-активного вещества и выполненного из меди или медного сплава металлического порош кэ позволяет удалять с поверхности шейки валка продукты коррозии, а также наносить на поверхность шейки защитное медное покрытие путем механического и химического переноса. Кроме того, поверхностно-активное вещество образует на поверхности шейки адсорбированный за- щитный слой, препятствующий наводоро- живанию и корразии металла, При этом вода на поверхности шейки вместе с растворенными в ней минеральными солями сам.з играет роль поверхностно-активного веще- ства, способствуй защите металла от коррозии.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус подшип- ника 1 для шейки валка 2, неметаллический вкладыш 3, дополнительный вкладыш 4 с абразивным Шлифовочным порошком 5, предварительно нанесенный на основу б, сод .эжащую смазочный компонент и ПАВ (поверхностно-активное вещество).

Охлаждение шейки валка осуществляется посредством трубопровода 7 подачи охлаждающей воды и коллектора 8. Для улучшения условий работы на контактную поверхность дополнительного вкладыша 4 нанесен слой смазки 9, а сам дополнительный вкладыш закреплен на поверхности неметаллического вкладыша связующим основы,

В качестве абразивного шлифовочного порошка служит абразивный порошок, имеющий размеры частиц 3-1250 мкм, микротвердость 2060-10000 Н и плотность (2,48-4,28)х103 к/мм2. Основа содержит ме- таллический порошок, выполненный из меди или медного сплава с размером частиц не более 200 мкм. В качестве порошка может использоваться медный порошок типа ПМС-В, латунные порошки типа Л80, Л70, бронзовые порошки типа БрЮ, Бр.ОЦ10-2 или другие порошки на основе меди.

В табл.1 приведены составы порошков на основе меди и медных сплавов.

Крупность частиц этих порошков со- ставляет 50-200 мкм, насыпная плотность 2,6-4 г/см3.

Связующим основы может служить эпоксидная резорциновая смола АРЭМ-2, эпоксидная диановая смола ЭД-5, ЭД-6, ЭД-20 или другой полимер. В качестве поверхностно-активного вещества могут применяться ионогенные или неионогенные ПАВ, металлические мыла и другие. Смазочным веществом может быть твердая смазка

на основе графита, дисульфида молибдена и т.п.

Соотношение компонентов в основе: Металлический порошок1-25

Поверхностно-активное вещество0,2-10 Смазочный компонент 3-20 СвязующееОстальное Для выбора предлагаемых количественных соотношений проведены эксперименты, результаты которых сопоставлялись с аналогичными данными прототипа. Результаты представлены в табл.2. В опыте 1 концентрации компонентов основы дополнительного вкладыша находились на средних уровнях, По сравнению с прототипом (опыт 18) получено повышение стойкости опор на 22% и увеличение производительности с 68 до 70 т/ч,

В опыте 1 концентрации компонентов основы дополнительного вкладыша находились на средних уровнях. По сравнению с прототипом (опыт 18) получено повышение стойкости опор на 22% и увеличение производительности с 68 до 70 т/ч.

В опытах 2-4 на нижних допустимых пределах находились соответственно концентрации металлического порошка, ПАВ, смазочного компонента и связующего. Достигался положительный эффект. Поддержание концентраций данных компонентов на уровне верхних пределов (опыты 5-7) также обеспечило достижение положительного эффекта.

Одновременное поддерживание концентраций компонентов основы на нижнем (или верхнем уровне (опыты 8 и 9) позволило получить положительный эффект.

Снижение концентрации металлического порошка ниже нижнего допустимого предела (опыт 10) не обеспечило достижения положительного эффекта, так как данного количества порошка недостаточно для эффективной шлифовки шейки вала и ее защиты от коррозии.

Содержание ПАВ в основе менее 0,2% (опыт 11) не обеспечивает образование защитного слоя меди на поверхности шейки и тем самым не позволяет повысить ресурс опоры и увеличить производительность стана,

Снижение концентрации смазочного компонента до 2,8% (опыт 12) приводит к увеличению сил трения на контактных поверхностях и быстрому износу дополнительного вкладыша, в результате чего эффективность опоры значительно снижается. Силы трения также возрастают при увеличении концентрации металлического

порошка до 25% (опыт 13), что приводит к износу вкладыша и снижению эффективности опоры.

Увеличение концентрации ПАВ (опыт 14) и смазочного компонента (опыт 15) выше верхних допустимых пределов приводит к снижению прочности дополнительного вкладыша и его разрушению под действием нагрузок при прокатке Ожидаемый эффект не достигается.

Поддержание концентраций компонентов основы на уровнях ниже нижних пределов (опыт 16) и выше верхних пределов (опыт 17) также не приводит к получению положительного эффекта.

Устройство работает следующим образом.

Опоры устанавливают в подушку прокатной клети (не показано) после чего валки приводят во вращательное движение В процессе прокатки под действием давления металла на валок шейка 2 принимается к вкладышу А, сжимая слой смазки 9 и абразивно-шлифовочного порошка 5 обеспечивая смазку и подшлифовку шейки 2. Продукты износа удаляются с поверхности шейки охлаждающей водой, подаваемой из коллектора 8 После выработки слоев 9 и 5 начинает работать слой 6, обеспечивая смазку поверхности шейки Кроме того, за- счет наличия в основе металлического порошка, выполненного из меди или медного сплава и ПАВ, осуществляется нанесением на поверхность шейки валка слоя меди, защищаемого ее от наводороживания и кор- розии.

Таким образом, в результате промышленных испытаний установлено, что при поддержании концентраций компонентов основы дополнительного вкладыша в задан- ных пределах применение предлагаемой опоры валка стана горячей прокатки обеспечивает повышение ресурса опоры и увеличение производительности стана

П р и м е р 1 (опыт 1) В клетях 9 и 10 сортопрокатного стана 300 применяли валковые опоры, каждая из которых содержала чугунный корпус подшипника, текстолитовый вкладыш, дополнительный вкладыш состоящий из основы с нанесенным на нее абразивным порошком размером 150 мкм, микротвердостью 3000 Н плотностью 2,48 г/см . Основа содержала медный порошок типа ПМС-8 с размером частиц 50-150 мкм, стеарат лития (ПАВ), графит (смазочный компонент) и отвержденную эпоксидную смолу типа ЭД-6 (связующее) при следующем содержании компонентов кг (вес %)

Медный порошок0 12 (12)

Стеарат лития0 04 (4)

Графит0,1 (10)

Эпоксидная смола(0.74) (74)

На стане прокатывали круглую сталь (ст 3) диаметром 32 мм из заготовки квадратного сечения размером 98x98x4400 мм На калибры и шейки валков подавали промышленную охлаждающую воду под давлением 0,05 МПа в количестве 60 муч на каждую клеть.

После прокатки 1000 т металла производили перевалку валков. Перевалки ojes заме- ны вкладышей гГро из водили 8 раз (у прототипа только 6). Кроме того, производительность стана по сравнению с прототипом увеличилась с 68 до 70 т/ч.

П р и м е р 2 (опыт № 8) В клетях 9 и 10 сортопрокатного стана 300 применяли валковые опоры, каждая изТсото рых содержала чугунный корпус подшипника, текстолитовый вкладыш дополнительный вкладыш, состоящий из основы с нанесенным на нее абразивным порошком размером 300 мм, микротвердостью 5000 Н, плотностью 3,0 кг/см- Основа содержала бронзовый порошок типа БР 10 с размером частиц не более 160 мгм пальмитат натрия (ПАВ), дисульфид молибдена (смазочный компонент) и отвержденную эпоксидную смолу типа ЭД-20 (связующее) при следующем содержании компонентов кг (вес, %).

Бронзовый порошок 0,01 (1) Пальмитат натрия0,002 (0.2)

Дисульфид молибдена 0,03 (3) Эпоксидная смола0,958 (95,8)

На стане прокатывали угловую сталь № 5 из заготовки размером 98x98x4400 мм. Материал заготовки - сталь 5, На калибры и шейки валков подавали промышленную охлаждающую воду под давлением 0,06 МПа в количестве 62 м°/ч на одну клеть

После прокатки 1000 т металла производили перевалку валков. Перевалки без замены вкладышей производили 10 раз, что значительно превышает количество перевалок по сравнению с прототипом Производительность также увеличилась с 68 до 71,4 т/ч. .

ПримерЗ (опыт Ns 9) В клетях 9 и 10 сортопрокатного стана 300 применяли валковые опоры, каждая из которых содержала чугунный корпус подшипника, текстолитовый вкладыш, дополнительный вкладыш, состоящий из основы с нанесенным на нее абразивным порошком размером 1000 мкм, микротоердостью 7000 Н, плотностью 3,8 г/см3 Основа содержала порошок из латуни типа Л80 с размером частиц не более 200 мкм полиэтиленгликоль ПЭГ-300 (ПАВ), графит(смазочный компонент) и отвержденную эпоксидную смолу АРЭМ-20 (связующее) при следующем содержании компонентов, кг (вес.%)1

Порошок из латунм0,25 (25)

Полиэтиленгликоль0,10 (10)

Графит ,0,20 (20)

Эпоксидная смола0,45 (45)

На стане прокатывали угловую сталь № 5 из заготовки размером 98x98x4400 мм. Материал заготовки - сталь 5. На калибры и шейки валков подавали промышленную охлажденную воду под давлением 0,06 МПа в количестве 65 м3/ч на одну клеть.

После прокатки 1000 т металла производили перевалку валков. Перевалки без замены вкладышей производили 8 раз, что на 23-33% превышает количество перевалок по сравнению с прототипом. Производительность увеличилась с 68 до 71,1 т/ч.

Использование предлагаемой опоры валка позволяет повысить производительность стана на 3%.

Формула изобретения Опора валка стана горячей прокатки, содержащая корпус подшипника открытого типа с неметаллическим вкладышем и ста- ционарно установленный дополнительный вкладыш, выполненный в виде основы, содержащей смазочный компонент, и абразивного шлифовочного порошка, нанесенного на основу со стороны шейки валка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса опоры, смазочный компонент основы содержит связукщее и по- верхностно-аюивное вещество и металлический медесодержащий порошок при следующем соотношении, мас.%: Металлический медесодержащий порошок 1-25 Поверхностно-активное вещество0,2-10

Смазочный компонент 3-20

СвязующееОстальное

Химический состав меди и сплавов на ее основе количество ингредиентов сплава, вес, %

Таблица 1

Таблица 2