Прокатный валок

1729639 А 2 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)ю В 21 В 27/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСКОМУ СВИ ЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР и Мариупольский металлургический институт(56) Авторское свидетельство СССР М 995931, кл. В 21 В 27/02, 1983.Авторское свидетельство СССР Гч. 1154015, кл. В 21 В 27/02, 1983. Изобретение относится к прокатному производству, может быть использовано на валках станов горячей или холодной прокатки и является дополнительным к основному по авт. св. ЬЬ 1154015.Долговечность (ресурс работы) прокатного валка определяется допустимым износом слоя, расходуемого в процессе прокатки и при переточках (перешлифовках). В известном устройстве валок имеет многослойную бочку, выполненную по меньшей мере двумя материалами с различными модулями упругости, чередующимися по высоте упомянутого слоя в пределах со-. отношений 1:1,1:1 - 1:1,5:1, Рабочий слой такого валка обладает высокой трещиностойкостью, однако долговечность его недостаточна, поскольку чередование слоев с более высокими и более низкими значениями модуля упругости не учитывает допустимых величин износа за одну кампа(54) ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК(57) Использование: в прокатном производстве может быть использовано на валках станов горячей или холодной прокатки. Сущность изобретения: прокатный валок состоит из материалов с различными модулями упругости, причем, толщину слоя с меньшим модулем упругости определяют формулой д 1 = С(1+К), а толщину слоя с большим модулем упругости д 2 = И(1-К), где С - величина съема металла за одну переточку, мм; И - допустимая величина износа за одну кампанию, мм; К - коэффициент, равный 0,15-0,25. 3 табл., 1 ил. нию, а также величины. съема металла припереточках (перешлифовках).Целью изобретения является повышение срока службы прокатного валка и снижение трудоемкости механическойобработки валков после каждой кампаниипрокатки.. Поставленная цель достигается тем, чторабочий слой бочки валка, состоящий иэ материалов с различными модулями упругости, изменяющимися в пределах1:1,1:1-1:1,5:1, выполнен таким образом,что толщина слоя с меньшим модулем упругости определена в соответствии с выражениемд 1 = С(1+К),а толщина слоя с большим модулем упругости равнад 2 = И(1 - К), 1729639где С - величина съема металла за одну переточку, мм;И - допустимая величина износа за одну кампанию(между переточками или пере- шлифовками) в месте наибольшего нагружения, мм;К - коэффициент, учитывающий необходимость уменьшения толщины более твердого слоя и увеличения толщины более мягкого слоя.Эмпирически установлено, что коэффициент К изменяется в пределах 0,15 - 0,25.Максимальное количество слоев с толщинами д 1 и д 2 определено исходя из минимального и максимального диаметров бочки валка в соответствии с выражениемПмакс где дср - средняя толщина слоя д 1 +д 2српиаксокругляется до целого значения, причем количество более пластичных слоевп 1= п 2+1,где п 2 - количество более износостойкихслоев.Выбор указанных зависимостей обусловлен следующим.За время кампании в результате износарабочего слоя валка расположенный на поверхности более износостойкий слой д 2 (перед завалкой верхний слой д 1 снимаетсядля устранения неровностей наплавленнойповерхности, получения нужного профиля идиаметра) изнашивается, выводя наружунижележащий более пластичный слой д 1 .Этот слой отличается меньшим сопротивлением механической обработке, которая проводится с целью удаления разгарной сетки,устранения неравномерного износа и получения необходимого профиля бочки,При переточке (перешлифовке) мягкийслой удаляется и уступает место износостойкому слою, Более того, в результате механической обработки верхняя частьизносостойкого слоя дополнительно упрочняется в результате наклепа, что увеличивает ресурс работы слоя.При соотношении д 1С(1+К) оставшаяся после обработки значительная частьболее мягкого слоя интенсивно изнашивается в процессе прокатки, уменьшаядиаметр и производительность прокатки.К этому же результату приводит соотношение д 2И(1-К).В этом случае толщина более износостойкого слоя недостаточна для эксплуатации валка в течение кампании. Если же д 1С(1+К), а д 2И(1 - К), при механическойобработке будет удалена значительнаячасть износостойкого слоя,Таким образом, предлагаемая схема5 расположения слоев представляет собойконструкцию типа "СЭНДВИЧ", выполненную, например, наплавкой, при которой размеры слоев и их чередование выбираютсяисходя из условий эксплуатации валка и10 межперевалочного периода (см. чертеж),Для оценки эффективности примененияизобретения, для прокатных валков стана2000 горячей прокатки, осуществляласьмногослойная наплавка на валок иэ стали15 9 ХФ материалов с различными значениямимодуля упругости. Согласно известной конструкции валка отдельные слои наплавлялись в соответствующем порядке (см,табл,1),20 Соотношение модулей упругостиЕ 1:Е 2:Ез = 1:1,5:1; 1:1,23:1; 1;1,1:1, Толщинакаждого слоя определялась в связи с указанными зависимостями;д 1 = С(1+К);25д 2= И(1 - К)при значениях коэффициента К = 0,15; 0,20;0,25.Из наплавленных валков вырезалисьобразцы для испытаний на абразивную из 30 нашиваемость толщиной 50 мм и рабочейплощадью 60 х 80. мм. Испытания проводились на установке Хауорта-Бринеля, в качестве абразивного материалаиспользовался сухой измельченный гранит.З 5 Износ определялся потерей веса образцапо сравнению с эталоном-образцом аналогичных размеров из стали 45, Трещиностойкость сравниваемых вариантовоценивалась по испытаниям на разгаро 40 стойкость (режим нагружения: Твак = 500 С;Тгпи = 20 С; тнагр = 8,5 с; тока = =З,О с).Результаты испытаний приведены втабл,1.Из табл.1 видно, что износостойкость45 предлагаемого варианта конструкции валкавыше по К = 0,25. Выход значения коэффициента К за пределы 0,15-0,25 не позволяетреализовать воэможности слоистого материала.50 Были проведены испытания серии наплавленных слоями 18 ХГСА и 25 Х 5 ФМС рабочих валков предлагаемой конструкции.Наплавка валков производилась на наплавочной установке АД, общее количе 5555 ство наплавленных слоев составило 15, изкоторых 25 ХФМС; 18 ХГСА - 8.В качестве электродов использовалисьгорячекатанные ленты размером 40 х 1 мм,флюс марки АН, В результате анализаВариант наплавки и типы сплавов слоев 2030 1980 1950 1926 1900 1870 1855 1938 1805 1888 1855 1823 1,30 1,45 1,55 1,25 1,35 1,45 1,32 1,43 1,54 2,35 2,55 2,60 0,15 0,20 0,25 0,15 0,20 0,25 0,15 0,20 0,25 0,15 0,20 0,25 Таблица 2 стойкости валков, наплавленных по базовой технологии, было установлено, что в среднем диаметр валка за кампанию уменьшается на 10 мм, в том числе износ составляет 6,5 мм, а съем при механической обработке 5 3,5 мм. Расчет предлагаемой толщины износостойкого слоя с учетом повышения стойкости валков показал, что величина износа И = 4,5 мм. Толщина слоя на переточку сохраняется прежней. 10По предлагаемым формулам был произведен расчет толщин наплавленных слоев, Величина коэффициента К была принята 0,2; д 1 = 3,5(1+0,2) = 4,2 мм; дг = 4,5(1-0,2) = 3,6 мм. Суммарная толщина о, =. д 1 + д 2 15 =4,2+ 3,6 = 7,8 мм. Получение необходимых толщин слоев осуществлялось путем подбора соответствующих режимов наплавки (табл.2).В табл.З представлены результаты экс плуатации валков предлагаемой конструкции в сравнении с базовым вариантом.Таким образом, при прежней длитель ности кампании прокатки срок службы на 25 По известной конструкции валка:1) 10 Х 11 Н 20 ТЗР2) 10 Х 7 МВФВР3) 10 Х 11 Н 20 ТЗР.1) 18 ХГСА2) 25 Х 5 ФМС3) 18 ХГСА1) 19 Н 9 МВБТ) 15 Х 11 МФ3) 19 Н 9 МВБТ1) 31 Х 19 Н 9 МВЕТ2) 15 Х 11 МФ3 31 Х 19 Н 9 МВБТ плавленных валков увеличивается в 1,4 раза,Формула изобретенияПрокатный валок по авт. св. М 1154015.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения срока службы валка и снижениятрудоемкости механической обработки валков после каждой кампании прокатки, толщину слоя с меньшим модулем упругостиопределяют иэ выраженияд 1 = С(1+К), мм,а толщину слоя с большим модулем упругости - иэ выраженияд 2 = И(1 К), мм,где С - величина съема металла за. однупроточку, мм;И - допустимая величина износа за однукампанию (между переточками) в месте наибольшего нагружения, мм;К - коэффициент, учитывающий необходимость уменьшения толщины более твердого слоя и увеличения толщины болеемягкого слоя, К = 0,15-0,25.1729639 Таблица 3 Составитель В. ИваноТехред М.Моргентал Корректор И. Муска Швыдкая Реда кто каз 1463 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 НТС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарина, 101