Способ охлаждения валков Советский патент 1981 года по МПК B21B27/10 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВАЛКОВ

1

Изобретение относится к металлургической промышленности, а точнее к охлаждению прокатных валков листовых станов, и может быть использовано для охлаждения валков обжимных и сортовых станов.

Известен способ охлаждения прокатных валков, заключающийся в подаче охладителя по касательной к поверхности валка llНедостатками данного способа являются малая площадь эффективного охлаждения, на которую непосредственно подается охладитель, неэффективное использование охладителя, так как он контактирует с валком только по одной прямой (образующей валка), а также низкая интенсивность охлаждения, так как угол между направлением движения охладителя и касательной к точке падения струи почти равен нулю,

Наиболее близким к предлагаемому является способ охлаждения калибров прокатных валков г заключающийся в том, что в зону контакта прокатываемого металла с калибрами рабочих вгшков по периметру прокатываемого изделия поступает непрерывно струя охлс1Ждаюией жидкости (воды) со сто2

роны выхода проката из валков, причем в участки максимального износа калибров подают в 3-5 раз больше охладителя, чем в участки минимального износа С2 .

Недостатками известного способа являются малый начальный угол охлаждения (охладитель подают прямо в зону контакта металла с валками), вследствие чего охладитель попадает на участок валка с высокой температурой, что обуславливает образование термических трещин на поверхности валка, постоянная плотность орошения по дуге охлаждения, что приводит к возникновению больших термических напряжений и снижению эксплуатационной стойкости валков и,кроме того, большой расход охладителя, обусловленный равномерным распределением его по окружности валка (нерациональным использованием).

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости валков и сокращение расхода охладителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения прокатных валков, включак ему подачу охладителя на их поверхность со стороны выхода металла из очага деформации, охладитель подают по окружности валка с начальным углом 30 и конечным углом 80-120° относительно линии центров, причем плотность орошения увеличивают по мере возрастания этого угла в 5-15 раз по сравнению с первоначальной.

Плотность орошения распределяют по дуге охлаждения по параболическому закону.

На чертеже изображено сечение ра бочих BSiitKOB и прокатываемой полосы.

Между охлаждае1.«лми прокатными валками 1 и 2 расположена полоса 3. Поверхность валка АВСД - поверхность охлаждения верхнего рабочего валка (для удобства поверхность охлаждения показана только на верхнем валке), ос - линия центров плиния, проходящая через центр верхнего и нижнего валков). Охлаждение рабочего валка начинается по линии АД и заканчивается по линии ВС; угол сС- начальный угол охлаждения, угол У конечный угол охлаждения (отсчет начального и конечного углов охлаждения ведут относительно линии центров 00

Способ осуществляют следующим образом.

Охладитель подают по окружности валка с начальным углом cL 30° и конечным углом у 80-120 относительно линии центров, причем плотность орошения увеличивают от линии АД до

Из табл. 1 видно, что наименьший полного выв.едения термических трещин имеет место при начальном угле охлаждения 30°. Дальнейшее увеличение этого угла не приводиаг к существенному изменению величины съема. При этом наблюдается небольшое увеличение температуры поверхности валка, которая измеряется датчиком в середине бочки валка. Однако небольшое повышение температуры не сказывается

линии ВС в 5-15 раз по сравнению с первоначальной и распределяют по дуге охлаждения по параболическому закону, т.е., плотность орошения по линии ВС (конец зоны охлаждения) превосходит плотность орошения по линии АД (начало зоны орошения) в 5-15 раз, а закон изменения плотности орошения по дуге охлаждения - параболический.

. С целью об основания оптимальных значений углов относительно линии центров и плотности орошения проводят исследования процессов охлаждения валков. Оз лаждение валков осуществляют с помощью щелевого коллектора, установленного со стороны выхода метсш5 ла из очага деформации. Выходные сечения щелей выполнены таким образом, что плотность орошения по окружности валка распределяется по параболическому закону. Значения углов относительно линии центров устанавливгиот путем перемещения щелевого коллектора вокруг оси валка и перекрытия щелей, а плотность орошения регулируют путем изменения давления охладителя.

Для обоснования величины начального угла озслаждения проводят следующий эксперимент. Варьируют начгшьный угол охлаждения, при этом остаются постоянными конечный угол охлаждения и плотность орошения-.

Результаты эксперимента представлены в табл. 1. .Таблица 1

отрицательно на эксплуатационной стойкости валков. Таким образом определяют оптимальный начальный угол охлаждения.

В ходе дальнейшего эксперимента определяют конечный угол охлаждения При этом начальный угол 30, а конечный угол изменяют от 40 до 160° (плотность орсяпения постоянна) .

Результаты промышленного эксперимента представлены в табл. 2.

По данным табл. 2 определен оптиМсшьный конечный угол охлаждения, величина которого находится в пределах 80-120С.

Далее необходимо определит эакономерность распределения плотности орошения по дуге охлаждения. При этом25 начальный и конечный угол охлаждеиз табл. 3 следует, что увеличение плотности орошения более, чем в 15 раз, неэффективно, на стойкость валков не влияет и ведет к перерасходу охладителя.

С целью более объективной оценки влияния предлагаемого способа охлёицдйия на эксплуатационную стойкость валков проводят измерения остаточных напряжений при известном и предлага.емом способах охлаждения. Остаточные термические напряжения измеряют магнитоупругим методом с помощью прибора ИОН-4М. При известном охлгикдени (плотность орошения равномерна по

Таблица i.

ния остаются неизменными, а плотность орошения регулируют путем изменения размера выходных щелей коллектора (по параболическому закону).

Результаты эксперимента представлены в табл. 3. Начальная плотность орошения 20 м..

Таблица 3

дуге охлаждения) максимальные растягвающие напряжения составляют 9,5 кг/мм в середине бочки валка, а при предлагаемом (с уёеличением плсУтности орошения по дуге охлаждения) - 6,8 кг/мм. При этом расход охладителя на валок при использовани предлагаемого способа на 15% меньше, чем при известном (при неизменных начальном и конечном углах охлаждения ).

Таким образом, дифференцированная по дуге охлаждения подача охладителя позволяет повысить стойкость вгшков. за счет снижения уровня термонапряжений и сократить расход охладителя, так как при контакте поверхности вал .ков с полосой происходит прогрев вал ков на определенную глубину, которая зависит от длины дуги контакта, скорости вращения валков/режима обжатия и других технологических факторов процесса прокатки. Повышенная глубина сильно нагретого слоя приводит к возникновению растягивающих напряжений в глубинных участках и образо1аанию более глубоких трещин. Задержка охлаждения до угла ЗО, а затем постепенное увеличение плотности оро шения по дуге охлаждения уменьшает градиент термонапряжений. С другой стороны, с повышением температуры валков напряжения возрастают, поэтом целесообразно после замедленного охпаждения поверхности проводить интен ::ивное охлаждение. Формула изобретения 1, Способ охлаждения валков, вклю чающий подачу охладителя на их поверхность со стороны выхода металла из очага деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости валков и сокращения расхода охладителя ,охладитель подают по окружности валка с начальным углом 30° и конечным углом 80-120 относительно линии центров, причем плотность орошения увеличивают по мере возрастания угла в 515 раз. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плотность орошения распределяют по дуге охлаждения по параболическому закону. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 1 414015, кл. В 21 В 27/06, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР « 564897, кл. В 21 В 27/06, 1977.