Способ охлаждения и смазки нерабочей части прокатных валков

(5 Н К АЗК ВАЛ 1 М 1 Я) 1 е ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт черной металлургии, Карагандинский металлургический комбинат иЗавод-ВТУЗ при Карагандинском металлургическом комбинате(56) Авторское свидетельство СССР417200, кл. В 21 В 27/06, 1976.4) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ И СМ ИЕРАБОЧЕИ ЧАСТИ ПРОКАТНЫХ(57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при смазке и охлаждении прокатных валков. Цель изобретения - уменьшение трсщинообразования в зоне перехода шейки в бочку валка. Способ предусматривает подачу охлаждающей жидкости на торцовые поверхности бочки валка, а на поверхност его шеек - эмульсионной смеси смазки и охлаждающей жидкости. Соотношение смазки и охлаждающей жидкости в смеси, подаваемой на шейки валка, 1:(8 10 З - 40 1 Од) по массе. В результате использования данного способа стабилизируется температура нерабочих участков валков, сокращается трещи нообразование, в связи с чем увеличивается стойкость валков. 5 табл.1Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при смазке и охлаждении прокатных валков.Целью изобретения является уменьшение трещинообразования в зоне перехода шейки в бо ку валка.Способ предусматривает подачу охлаждающей жидкости на торцовые поверхности бочки валка, а на поверхность его шеек - эмульсионной смеси смазки и охлаждающей жидкости при их соотношении 1: (8 10 - 10 40 10) по м ассе.Для обеспечения теплосъема необходимо знать температуру валка в любой его точке. Теоретически такая температура получена путем решения трехмерной модели температурного поля крупногабаритного вал ка методом конечных разностей для различных условий охлаждения.Температуру на поверхности бочки и шеек валка определяют в промышленных условиях при прокатке на слябинге 1150 прибо рами ТТЦи системой ПИРОВАР.При охлаждении валков и шеек по известной схеме температура шеек зависит от температуры тела валка и условий прокатки (табл. 13).С увеличением одного из параметров прокатки - обжатия (табл, 1), темпа прокатки (табл. 2) и температуры конца прокатки (табл. 3) - увеличивается и температура шеек, причем для всех значений рабочих параметров величина температуры шеек находится в критическом диапазоне (60 - 80 С). Г 1 ри одновременном увеличении всех параметров следует ожидать резкого скачка температуры валков и шеек. В подобных случаях температура шеек превышает 80 С, текстолитовые вкладыши обугливаются, раз- З 5 рушаются, происходит задир шеек (механическое повреждение от трения металла по металлу) и выход из строя валков при удовлетворительном состоянии рабочей части бочки валка. Такое же явление наблюдается и при продолжительной работе на шейках с температурой 60 - 80 С.Кроме того, существующее охлаждение дает неравномерность распределения температуры вдоль шейки и перепад температур в зоне перехода шейки в бочку валка (табл. 4), 4 что вызывает неравномерность износа подшипников и появление температурных напряжений (трещинообразование).Как видно из табл. 4, неравномерность распределения вдоль шейки составляет 5 - 40 С, а перепад в зоне перехода шейки в 5 О бочку 45 - 120 С. Для имеющихся температур в зоне трещинообразования выполнен расчет температурных напряжений решением трехмерной задачи термоупругости, Величины приведенных напряжений (осевых, радиальных. тангенциальных) с учетом напряжений изгиба и кручения при разности температур 60 С и более составляют 80 -195/О предела прочности материала валков( в = 65 - 75 кг/м м 2 ) . В результате м ногократного повторения процесса нагрев -охлаждения (млн. циклов за 300 ч работы)эти напряжения вызывают усталость и разрушение сплошности металла (трещинообразования),Неравномерность температуры при существующем охлаждении по длине шейки вызывается теплом, поступающим от бочки валка, и неодинаковыми условиями тренияиз-за раздельной подачи охладителя и смазки в одной или двух точках по длине шейки,Температурный перепад в зоне переходашейки в бочку валка вызывается отсутствием охлаждения на торцовом участке бочкивалка.Изменение условий прокатки в сторонуснижения величины обжатий, темпа прокатки, тем пературы конца прокатки невыгоднос точки зрения производительности и качества проката. Предпочтительно изменитьусловия охлаждения и смазки.Пример. С целью уменьшения температуры шеек и стабилизации ее на постоянномуровне при переменных условиях прокаткииспытан предлагаемый способ на слябинге 1150.В зависимости от температуры валка вмомент паузы после выхода металла из очага деформации на торцовую часть бочки валка и шейку валка подавали охлаждающуюжидкость. На горизонтальную часть шейкивалка охладитель подавали в виде эмульсионной смеси смазки и охлаждающей жидкости.В способе смешение смазки и охлаждающей жидкости происходит до подачи ее наповерхность шейки и подачи эмульсионнойсмеси по всей длине шейки. Подача охладителя на торцовую поверхность бочки валкасоздает дополнительную охлажденную зону,которая препятствует поступлению теплаот бочки в шейку валка. Совмещенные критические сечения валка (геометрическихразмеров - перепад диаметров и тепловое -перепад температур) разделяются и тепловой перепад отступает вглубь бочки валка,где имеется запас прочности по геометрическим размерам (большой диаметр).Для определения оптимального составаохлаждающей жидкости для шеек валковмасло подавали с постоянным расходом1 кг(ч, а расход воды изменяли от 4 до45 м/ч,Расход воды определяли водомеромВТ.За время исследования сохраняют постоянный высокий темп прокатки на слябинге около 900 т/ч.Через каждый час работы слябинга останавливали валки, выключали охлаждениебочки валков и их шеек и проводили замерытемпературы поверхности шеек валков кон1282930 Формула изобретения Та блица 1 Зависимость нагрева шеек валков от величины обжатия сляба в валках Величина обжатия, мм 30 40 50 60 70 Температура шеек, С 61 67 73 79 85 Т а б л и ц а 2 Зависимость нагрева шеек валков от темпапрокатки Сумма пауз, с 2000 1600 1200 800 400 Температура шеек, С 50 56 62 68 74 Т а блица 3 Зависимость нагрева шеек валков от температуры конца прокатки слябов Температура конца о прокатки, С1140 1160 1180 1200 1280 Температура шеек, С 3тактным прибором ТТЦи системой ПИРОВАР,Результаты замеров температуры поверхности шеек валков в зависимости от расхода водомасляной смеси при постоянном расходе масла приведены в табл. 5.При меньшем, чем 1: (8 10 З - 40 10 З), расходе смазки температура шеек валка постепенно повышалась, при большем - не изменялась.Таким образом, в результате теоретических расчетов и промышленных исследований определено оптимальное соотношение компонентов эмульсионной смеси смазки и охлаждающей жидкости, равное 1; (8 10 - 40 10 З) по массе. Найденное соотношение при предлагаемом способе подачи охладителя и режима эксплуатации нерабочей части валка позволяют снизить температуру шеек валка и стабилизировать ее по уровню ЗО - 45 С при переменных условиях прокатки, сократить трещинообразование и повысить стойкость валка на 20 - ЗОО/о, сократить 5время простоев по аварийным перевалкам. Способ охлаждения и смазки нерабочейчасти прокатных валков, включающий пода чу смазки и охлаждающей жидкости на ееповерхность в процессе прокатки, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью уменьшения трещинообразования в зоне перехода шейки в бочку валка, на торцовую часть бочки валка подают охлаждающую жидкость, а на поверхность его шеек подают эмульсионную смесь смазки и охлаждающей жидкости при их соотношении 1:(8 10 З - 40 10 З) по массе. 66 67 70 75 821282930 Таблица 4 Неравномерность распределения температуры шейкивалка вдоль его образующей при существующемохлаждении Температура бочки, С Температура шейки, С На глубине шейки180-240 95-170 45-65 50 - 85 Таблица 5 Расход воды на приготовление водомасляной смеси, м /ч 4 5 6 7 7,5 8 10 20 30 40 42 45 Температура поверхности шееквалков, С 82 76 63 51 47 45 45 39 34 30 30 29 Составитель М. Реутова Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор И. Муска Заказ 7325/6 Тираж 48 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4