Валок горячей прокатки

СОЮЗ СОВЕТСКИХшиияюесщпРЕСПУБЛИК 09) 0) о В 27 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ и саицатвъс Т1 ОЯ РЯЧЕЙ ПРОКАТКИ,бочки с поверхно т л и ч а ю(71) Московский ордена Октябрьскойреволюции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54)(57) ВАЛОК ГОтоящий из шеек иньм слоем отбела,с я тем, что, с цесрока службы валка зего стойкости, глубисоставляет 0,11-0,12 й лью увеличенияа счет повышенияна слоя отбеларадиуса валка. Литые валки.957, с. 175"176ханическое обо"ехов. М "МеталИзобретение относится к прокатному производству, а именно к литым чугунным валкам непрерывных широкополосовых станов горячей прокатки, и может быть применено на листовых и сортовых 5 прокатных станах. Известен чугунный валок с рабочим,слоем, твердость которого по егоглубине одинакова 13, . 10Недостатками такого валка являются низкие износостойкость и прочностьвследствие наличия таких литейныхпороков, как усадочная раковина, по-,ристость, грубая и неоднородная струк.5тура, значительная ликвация,Наиболее близким к предложенномупо технической сущности является валокгорячей прокатки, состоящий из шееки бочки с поверхностным слоем отбела,20величина слоя отбела составляет неболее 0,05 радиуса валка Г 21,Одним из недостаткоо известноговалка является его низкая стойкость.,Это связано с тем, что глубина слояотбела, равная 0,05 радиуса валка,недостаточна. При такой величине слояотбела максимум неблагоприятных растягивающих напряжений, при которыхпроисходит разрушение валка в видеотслоений, располагается на езначительном расстоянии от поверхностибочки валка. Например, в чистовойгруппе непрерывного широкополосовогоФстана 1700 горячей прокатки длина35дуги контакта рабочих валков с полосой составляет 40-50 мм, что большеглубины максимальных скалывающих напряжений, возникающих от действиятемпературных, механических и оста 40точных напряжений. Максимальные скалывающие напряжения располагаются вэтом случае в области структуры, характерной для серого чугуна с низкойтвердостью (около 30 ед, по Шору),вследствие чего происходят отколыповерхности валка, снижающие его стойкость.При этом возможное уменьшение катающего диаметра рабочих валков из-запереточек невелико и лимитируется5 буказанной величиной отбела, в то время как конструктивные размеры валкапозволяют вести прокатку с переточками, значительно превышающими этувеличину отбела, 55Кроме того, при образовании сеткиразгара из-за небольшой глубины слояотбела трещины проникают практически на всю глубину слоя отбела, что приводит к окончательному выходу валка из строя и также снижает стойкость валка.Целью изобретения является увели" чение срока службы валка за счет повышения его стойкости.Указанная цель достигается тем, что у валка горячей прокатки, состоящего из шеек и бочки с поверхностным слоем отбела, глубина слоя отбела составляет 0,11-0,12 радиуса валка,На фиг, 1 представлена номограмма распределения остаточных напряжений (осевых или тангенциальных) в поперечном сечении валка в зависимости от глубины их залегания, на фиг,2- зависимость приведенной стойкости валка от относительной глубины слоя отбела.На чертеже приняты следующие обозначения:- величина, соответствующая глубине слоя отбела у валковизвестной конструкции(= 0,04-0,05);д - величина, соответствующая относительной глубине слоя отбелау валков предлагаемой конструкции ( - = 0,11-0,12)6 - эпюра распределения остаточных напряжений по сечению валка при относительной глубинеслоя отбела= 0,04-0,05;и - эпюра распределения остаточных напряжений по сечению валка при относительной глубине слоя отбела - = 0,11-0,12; глубина слоя отбела, мм,Р - радиус валка, мм;фон- величина остаточных напряжений, ГПа.На фиг, 2 представлена зависимость приведенной стойкости валковЧ", от относительной глубины слоя отбела . Область Х (фиг. 2) соответствует валкам известнои конструкции, у которых относительная глубина слоя отбела - 0,04-0,05 а область- валкам предлагаемой конструкции, у которых относительная глубина слоя отбела в . = 0,11-0,1".Предлагаемый валок горячей прокатки 1 (фиг, 1) работает следующимобразом.На обычном стенде производят сборку валка с подшипниками и подушками,.после чего одним из известных способов заваливают в клеть. После завалки в клеть пары валков 1 и настройки в зазор между ними задают подкат .и производят прокатку. После износавалков 1 или перехода на другой профиль их удаляют из клети и разбирают на стенде в обратном порядке.Номограмма распределения остаточ-ных напряжений рассчитана на ЭВМна основе термокинетической диаграммы кристаллизации и фазовых превращений валковых чугунов.Номограмма получена наложениемграфика зависимости остаточных напря"жений, откладываемых по вертикалив зависимости от доли радиуса ЬВ,откладываемой по горизонтали, на поперечное сечение валка 1, вертикальной и горизонтальной осями симметриикоторого являются диаметры. Положительные значения остаточных напряжений (растягивающих) отложены вышегоризонтальной оси симметрии валка 1,а отрицательные (сжимающих) - ниже.Эпюры распределения растягивающихостаточных напряжений имеют максимумна расстоянии от поверхности валкаравном примерно 0,22или 0,78 1 Кот центра симметрии валка. Абсолютноезначение максимума неблагоприятныхрастягивающих напряжений, при которых происходят отколы (отслоения)поверхностного слоя, при относительной глубине слоя отбела - = 0.04- 0,05 составляет 0,32 ГПа (32 кг/мм),а при относительной глубине слояотбела - = О, 11-0.12 оно. в 2 разаменьше и составляет 0,16 ГПа(16 кг/мм). Это свидетельствует отом, что распределение нежелательныхрастягивающих напряжений по сечениюпредлагаемого валка 1 более благоприятное.Зависимость. приведенная нэ Ьиг.2получена на основе статистическогообобщения работоспособности рабочих валков станов горячей поокатки с различным диаметром бочки.Привепенная стойкость валков Ч5выражется отношением количества ме галла. прокатанного на валках с любой относительной глубиной слоя отбела ср, к количеству металла, прокатанного на валках известной конструкции ( ф = 0,04-0,05) - о .Из графика(фиг. 2) видно, что максимальная величина приведенной стойкостидостигается при - = О, 11-0, 12 (область П ) и что она примерно в152.5 раза выше привелепной стойкостивалков известной конструкции сЦ= 0.04-0.05 (область Х ). При относительной глубине слоя отбела. мень- .20 шей 0,11 радиуса, приведенная стойкость валков резко уменьшается ипри 0,04-0,05 радиуса достигает значения 0,9-1,0. При относительнойглубине слоя отбела, большей 0,1225 радиуса, приведенная стойкость валков также резко уменьшается и приотносительной глубине слоя отбела0,16-0,18 радиуса достигает значения 0,5-0,6.30 Валок горячей прокатки с глубинойслоя отбела, равной от 0,11-0,12 радиуса валка, имеет по сравнению с известным валком стойкость в 2,5 разавыше, что позволяет более полно использовать катающий диаметр при естественном износе и ликвидироватьтермические трещины, растягивающиенапряжения у него располагаются вобласти более пластичного материала,4 р что исключает появление усталостныхтрещин при многоцикловом нагружениивалка. Этим достигается оптимальныйресурс долговечности валка горячейпрокатки.45 Таким образом, предлагаемый валокгорячей прокатки с глубиной слоя отбела 0,11-0,12 радиуса валка позволяет повысить стойкость примерно в2,5 раза,50 Экономический эффект от внедренияизобретения на непрерывном широкополосовом стане 1700 прокатки составляет 210 тыс. руб. в год,1107916 тавитель В.Васильеваред А. Ач Корректор А.фоври вгор Н.Швцдк Тираж 795осударственного комитета ССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб,ПодписноеСР каз 5813/8ВНИИПИ по 130 5 жгород, ул.Проектная, 4