Способ обработки прокатных валков в клети

/02, 1985. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ В КЛЕТИ(57) Изобретение относится к прокатному производству и касается обработ. -ки валков станов горячей прокатки.Цель изобретения - увеличение срокаслужбы. Обрабатывают прокатные валкив клети. Сначала валки нагревают дотемпературы выше критической точкиА,их материала на 50-100 С путемдеформации в них нагретых до температуры горячей прокатки заготовок.Затем производят обкатку на ступенча"той оправке. Разница поперечных раз"меров ступеней равна удвоенной вели"чине абсолютного обжатия валков.Изобретение относится к прокатному производству и касается обработкивалков станов горячей прокатки.Целью изобретения является увели 5чение срока службы валков.Способ осуществляется следующимобразом.В клеть стана на расчетный калибрустанавливают прокатные валки. В стан 10задают нагретые до температуры горячей деформации заготовки и их прока:тывают, при этом принудительное,охлаждение валков не производят (охладительные устройства отключают).Поэтому с увеличением количества прокатанных заготовок температура поверхности валков непрерывно повьппается. В момент разогрева рабочей поверхности валков до температуры А +(50- 20100) С валки сводят, т.е. уменьшают калибр (величина сведения в основном определяется размером и величиной износа валков, размером и формой калибра). Затем через уменьшенный ка либр пропускают, например, цилиндрическую ступенчатую оправку, имеющую участки с диаметрами поперечного сечения, равным расчетному калибру и калибру после сведения валков. Для это- З 0 го в валки задают оправку с участком меньшего диаметра (в зависимости от конструкции входного стола станов оправку можно задавать как во вращающиеся валки, так и в неврапщощиеся), После захвата этого участка валками оправка, двигаясь по оси прокатки своим участком большего диаметра, пластически деформирует поверхностный слой вращающихся валков до получения расчетного калибра, После получения расчетного калибра валки охлаждают до 100-150 С со скоростью выше критической путем подачи на рабочую поверхность водовоздушной смеси под давлением 60-100 ИПа. Затем включают45 . стационарные охладительные устройства стана и начинают прокатку програм- мной продукции.Обработка рабочей поверхности вал"50 ков после ее подогрева до температуры Ас, +(50-100) С и их сведения с пропусканием через калибр ступенчатой оправки с такими участками позволяет восстанавливать калибр эа счет пластической деформации поверхностного слоя валков, что является намного эффективнее по сравнению с восстановлением за счет сьема частиц валка,так как в этом случае происходит упрочнение рабочего слоя прокатного инструмента и резко сокращается продолжительность обработки.Подогрев поверхностного рабочего слоя до температуры А, +(50-100) С позволяет резко уменьшить размер аустенитного зерна, а последующая деформация слоя прн этих температурах обес-печивает упрочнение аустенитного зерна и создает предпосылки его превращения в мелкоигольчатый износостойкий мартенсит, подавляя происходящие в стали рекристаллизационные процессы. В случае нагрева вьппе Л, +(50 о100) С размер аустенитного зерна начинает расти и затрудняется достиже- ние скорости охлаждения нагретого слоя вьппе критической. Это исключает получение износостойкого рабочего слоя со структурой мелкоигольчатого мартенсита, что отрицательно сказывается на срок службы валков.оКроме того, подогрев поверхностного слоя до указанных температур обес" печивает проникновение пластической деформации в более глубокие слои валка и, следовательно, повышение степени упрочнения. При этом снижаются усилия деформнрования. Недогрев до указанных температур не только затрудняет пластическую деформацию,Е вызывая аварийную ситуацию (поломку шеек валков), но и исключает получение рабочего слоя с мелкоигольчатой структурой.Использование ступенчатой оправки, имеющей поперечный профиль, равный калибру после сведения валков, необходимо для сокращения продолжительности прокатки. Этот участок облегчает захват оправки валками перед ее пропусканием через калибр, что сокращает вспомогательное время обработкивалков.Подогрев рабочей поверхности валков путем прокатки в них нагретых заготовок позволяет использовать теп" ло заготовок, передаваемое валкам в период контакта их с горячим деформируемым металлом, что обеспечивает снижение энергозатрат на обработку валков н исключает необходимость использования дорогостоящей нагревательной установки для подогрева,Охлаждение рабочей поверхностивалков после пропускання через калибрсо скоростью выше критической усиливает эффект упрочнения рабочего слоя валков, так как в этом случае исключается возможность прохождения рекристаллизационных явлений в упрочненном поверхностном слое валков, полученном горячей пластической деформацией.При охлаждении со скоростью меньше критической эффект усиления упрочнения не достигается (успевает произойти рекристаллизация).Использование предложенного спосо" ба эффективно для обработки валков сортовых и трубопрокатных станов как .продольной, так и винтовой прокатки.П р и м е р 1. Обработка прокатныхвалков стана винтовой прокатки, предназначенногодля получениякруглогопроката диаметром 50-90 мм из непрерывно-литой круглой стали ШХдиаметром до 200 мм. Прокатка осуществляется тремя валками из стали 40 ХН,о развернутыми на угол подачи 20 и имеющими диаметр в пережиме 400 мм и калибрующийучасток длиной 180 мм. Перед прокаткой валки устанавлива ют на калибр, обеспечивающий получение круглого проката диаметром 70 мм, соблюдая симметричность их установ-ки относительно оси прокатного стана. В такой калибр подают нагретую до 1200 С заготовку диаметром 180 мм и получают готовый круглый прокат ф 70 мм. При этом отключают систему охлаждения валков. Прокатывая таким образом заготовки, добиваются подогрева рабочей поверхности валков до А , +50 = 775 С,(например, при прокатке пяти заготовок рабочая поверхо ность подогревается до 775 С). После этого валки останавливают и сводят на калибр диаметром. 67 мм, и в него устанавливают заранее подготовленную ступенчатую оправку. Оправку изготавливают из стали ШХи термообраба- тывают до твердости ЖС 45-50. Она имеет три участка: первый участок диаметром 67 мм и длиной 600 мм предназначен для установки оправки в уменьшенный калибр (т.е. калибр после сведения валков);. вторым участком диаметром 70 мм, равным диаметру расчетного калибра, осуществляется деформирование рабочей поверхности валков; третий участок соединяет плавно первые два участка (переходный учас, ток),На первом участке происходит разгон валков, т.е. после установки оп 30 35 равки этим участком в калибр включают стан,и на нем валки набираютоборотыПротяженность второго участка назначается из условия полной и качественной обработки калибрующего участка валков. В данном случае его длина составляет 800 мм. Как известно, качество поверхности готовогопроката в основном зависит от чистотыобработки (микронеровности) калибрующего участка валков, поэтому второй участок оправки обрабатывают до Ч 7.Длина третьего участка 100 мм.Итак, после установки оправки пер.- вым участком в калибр стан включают, и валки, набирая обороты, перемещают оправку по оси прокатки. Когдапереходный участок контактирует с участком пережима валков, начинается плавная пластическая деформация разогретой поверхности калибрующегоучастка валков. После .пропусканиячерез калибр сведенных валков такойоправки поверхностные слои валковпластически деформируются и получаютзаново расчетный калибр. Затем валкиОохлаждают до 120 С водовоэдушнойсмесью под давлением 80 ИПа, включают стационарную систему охлаждения валков и производят программную прокатку.После некоторого износа калибрующего участка валков, т,е. кегда качество поверхности готового проката начинает ухудшаться, описанную процедуру повторяют и тем самым добиваются восстанавливания поверхностикалибрующего участка. Продолжительность восстановленияс учетом времени всех вспомогательных работ .не превышает 10-15,с, чтов несколько раз меньше времени изве: стной обработки валков.Срок службы валков увеличиваетсяв 1,5-2,0 раза.ВКроме того, такой способ обработки валков повышает точность и качество поверхности готового проката, 50 Это объясняется тем, что расчетнаяобразующая калибрующего участка валков представляет вогнутую кривую высшего порядка, которую затруднительнополучить на существующем металлообра 5 б батывающем оборудовании, поэтому реальный профиль валков значительно от,личается от расчетного. Благодаря пропусканию точной круглой оправки . через калибр валков профиль их калиб1421442 ВНИИПИ Заказ 4365/9 Тираж 467 Подписное Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,рующего участка с большей .степенью точности приближается к расчетному, что и обеспечивает получение проката высокой точности и качества.П р и м е р 2. Обработка валков5 калибровочного стана продольной прокатки труб, Ручей валков образует калибр диаметром 89 мм, где получают Трубу размером 89 хЭ мм. Ступенчатая оправка изготовлена из стали ШХ, второй участок обрабатывают до чистоты 7 9. Диаметр и длина первого участкаоправки 88 и 500 мм, а второго 89 и 2000 мм. После установки в клеть 15 валков в них прокатывают трубу, полученную от непрерывного стана и нагреотую до 1000-1050 С и тем самым подо)о гревают поверхность валков до 780 С при отключенной системе охлаждения стана. Затем сводят валки на 1 мм, задающие ролики подают ступенчатую оправку, пропускают ступенчатую оправку с указанными размерами и охлаждают валки. Благодаря этому устраняются неровности на,ручье валков,образованные вследствие его износа, а также достигается упрочнение рабочего слоя ручья. Продолжительность такой обработки ручья. не более 10-15 с. Суммарное давление (усилие) на валки при пропускании оправки через калибр не превышает допустимое для данного стана. В результате такой обработки срок службы валков увеличивается в 1,8-2,2 раза. и повышает выход перво 35 го сорта труб на 20-25 . П р и м е р 3. Обрабатывают чистовой ручей валков блюминга 1100, 40 предназначенного для получения блюмов сечением 200 х 200 мм и массой 4,5 т.Валки устанавливают в стан и производят прокатку. После износа ручья валков, когда точность блюмов уже не 45 удовлетворяет техническим требованиям, прокатывают один слиток с уменьшением интенсивности охлаждения валков в 2 раза, тем самым добиваясь подогрева поверхности чистового ручья 5 О до 785 С, сводят валки на 4 мм и пропускают через чистовой калибр, ступен" чатую оправку, имеющую следующие размеры: сечение и длина первогоучастка 196 х 200 и 500 мм; сечение и длина второго участка 200 х 200 и 3500 мм. Затем поверхность ручья охлаждают водой (при необходимости этим способом можно обработать и предыдущие ручьи).После такой обрабаткиручей восстанавливается (т.е, приобретает Форму размерами 200 х 200 мм), и,не переваливая, валки, продолжают прокатку с получением качественного блюма.Предложенным способом можно обработать валки не только для простых профилей (круг, квадрат, шестигранник и др.), но и для фасонных профилей (угловая. стальтвутавра, швеллер, рельс и т.п,).Таким образом, предложенный способ обработки прокатных валков позволяет существенно увеличить срок их службы эа счет упрочненин рабочей поверхности путем пластической деформацйи и за счет периодического восстановления Формы и размеров расчетного калибра после износа валков непосредственно в клети стана, повысить точность полученного проката за счет исключения неточности калибровки валков путем пропускания оправки точного.профиля через очаг деформации и периодического восстановления его Формы, улучшить качество поверхности проката за счет возможности его получения в малоизношенных валках, так как периодическое восстановление расчетного калибра пропусканием оправки через калибр производится эа очень короткое время (10-30 с) и никаких технических затруднений ие вызывает, а также увеличить производительность прокатного стана, так как сокращается количество перевалок валков. Формула изобретения Способ обработки прокатных валков в клети, включающий обкатку валков на калиброванной оправке, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения их срока службы, перед обкаткой производят нагрев валков до температуры выше критической точки А их материала на 50-100 С путем деФормации в них нгретых до температуры горячей прокатки заготовок, а обкатку ведут на ступенчатой оправке с разницей иоперечньсс размеров ступеней, равной удвоенной величине абсолютного обжатия валков.