Способ подготовки к работе прокатных валков

ВЭ (1 О СОЮЗ СОВЕТСКИХсаицвнинкиипРЕСПУБЛИК 08 А 4 (51) В 21 В 28/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн свтссснснн свсвствъствн(46) 23.01.85 Бюл. Мт 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 884754, кл. В 21 В 28/02, 1980.2. Авторское. свидетельство СССРУ 558727, кл. В 21 В 28/02, 1975.(54)(57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, преимущественно листовых станов, включающий нагрушение валков распорным усилием посредством установки полосы в мешвалковом зазоре и их вращение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения ресурса валков при одновременном сникении производственных затрат на подготовку валков к работе, нагруше ние проводят в количестве 1 10 ф 1 Оф циклов путем дрессировки полосы с относительным обшатием 5-93, .причем после каздого 0,510 ф цйкла нагрукения заменяют полосы в направлении уменьшения их ширины при отно-шенин ширины предшествующих полос к последующим, равнйк 0,7-0,85.Изобретение относится к прокатно- му производству и может быть использовано на листовых прокатных станах.Известен способ подготовки к работе валков листовых станов, включаю щнй приложение нагрузки к рабочим поверхностям валков и их вращение, причем валки вращают при взаимодействии с профилированными обкатными валками минимального конструктивного 1 О диаметра в количестве 1 10-3 10 З циклов нагружения 11.Однако валки имеют неравномерный износ по длине бочек, поскольку полу" чают при их подготовке равномерный 5 наклеп. поверхностного слоя бочек, что в результате неравномерного распределения межвалкового давления при работе валков приводит к интен.сивному износу средних участков бо О чек в сравнении с периферийными.Кроме того, данный способ необходимо осуществлять на специальной прокатной клети, оборудованной профилированными обкатными. валками. 25Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ .подготовки к работе прокатных валков преимущественно листовых станов,вклю-ЗО чающий нагружение валков распорнымусилием посредством установки полосы в межвалковом зазоре и их вращение 121,Однако известный способ не обеспечивает необходимого ресурса валков, поскольку он предусматривает съем закаленного слоя металла с поверхности бочек валков, приводящий к снижению их твердости.Цель изобретения - повышение ре О сурса валков при одновременном снижении производственных затрат на подготовку валков к работе.Поставленная цель достигается тем, Что согласно способу подготовКи к ра .боте прокатных валков преимущественно листовых станов, включающему нагружение валков распорным усилием посредством установки полосы в межвапковом зазоре и их вращение, нагру.50 жение проводят в количестве 1104- 5 10 ф циклов путем дрессировки полосы с относительным обжатием 5-9 Ж, причем после каждого 0,5 10 цикла нагружения заменяют полосы в направ лении уменьшения их ширины при отношении ширины предшествующих полос к последующим, равным 0,7-0,85.4 Способ осуществляют следующим образом.Подготавливаемые к работе валки помещают в клеть дрессировочного стана и устанавливают межвалковый зазор с учетом получения величины относительного обжатия 5-9 Х. В межвалковом контакте дрессируемая полоса - рабочий валок создаются напряжения сжатия, которые вызывают в поверхностном слое рабочих валков пластические микросдвиги. В результате активизации пластических микросдвигов изменяется величина энергии искажения микрообъемов поверхностного слоя валков, следствием чего является превращение остаточного аустенита закаленного слоя поверхности рабочих валков в мартенсит отпуска, что влечет за собой повышение их твердости и износостойкости, так как твердость мартенсита отпуска выше твердости остаточного аустенита.Одновременно пластические микро- сдвиги способствуют стабилизации остаточного аустенита поверхностного слоя валков, Процесс повышения иэносостойкости валков за счет увеличения их твердости является управляемым и имеются реальные возможности для его регулирования по длине бочки валков с обеспечением равномерности износа их.Вследствие того, что полосы в рулонах имеют ограниченную длину, недостаточную для достижения 110"- 5 10 ф циклов нагружения валков, то после дрессировки одного рулона полосы его заменяют на другой, третий и т.д. до достижения 110 ф - 5 10 циклов нагружения валков. Затем валки устанавливают для непосредственной эксплуатации в клети листовых станов.Величина создаваемых в межвалковом контакте дрессируемая полоса рабочий валок напряжений сжатия зави" сит от толщины и материала дрессируемых полос, а также установленного обжатия,При обжатии полос менее 53 (напряжения сжатия в валках менее 150 МПа) нет повьппения твердости.и износостойкости валков, при обжатии полос более 97 (напряжения сжатия в валках более 450 ИПа)происходит изменение структуры закаленного слоя поверхности валков вследствие превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуска.508 Э 1135Вращение валков в контакте с полосой под нагрузкой 150-450 ИПа придостижении числа циклов нагружения валков менее 110" приводит только к частичной стабилизации остаточного аустенита и не позволяет достичь высоких значений твердости и износостойкости валков, а при достижении числа циклов нагружения валков более 5 10 не позволяет повышать твердость и износостойкость закаленного слоя поверхности валков, так как при этом происходят насыщение и стабилизация процесса превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуска. Оптимальное число циклов нагружения валков.в контакте дрессируемая полоса - рабочий валок под нагрузкой лежит в интервале от 1 10 ф до 5 10" и зависит от межвалкового давления. В случае реализации межвалкового давления на дрессировочном стане 350-450 ИПа сле, дует использовать при подготовке к работе валков листовых станов число циклов их нагружения, близкое к нижнему пределу 1 104а 150-350 ИПа к верхнему пределу 5 104.Поскольку приложение нагрузки к рабочим поверхностям валков осуществляют путем введения в межвалковое30 пространство полосы, создаваемые на" пряжения сжатия или межвалковое давление распределяются неравномерно подлине бочки валков, максимум напряжений сжатия приходит на серединубочки валка. 35 3Таким образом,. в результате осуществления способа подготовки валков листовых станов твердость их поверх,ностного слоя и износостойкость будут иметь куполообразный вид: на . 40участках поверхности бочки валков,где выработка валков в процессе ихэксплуатации максимальна, создаетсяи повышенная твердость поверхностного слоя валков; что соответствует по-ф 5вышению самой величины твердости закалейного слоя для увеличения какуровня износостойкости валков, так и ее равномерности по длине бочки, поскольку уменьшаются производствен ные затраты по восстановлению валков вследствие уменьшения. толщины снимаемого при переточках валков поверхностного слоя, увеличивается их ресурс, 55После дрессировки полос максимальной ширины их заменяют на рулоны полос юэй же ширины до достижения 0,5 10 ф циклов нагружения валков. Затем после каздого 0,510 ф цикла нагружения, заменяют полосы в направ- лении уменьшения их ширины при оти 8- шении ширины предшествующих полос к последующим равным 0,70-0,85. Последовательность отмеченных операций повторяется до достижения суммарного числа циклов нагружения валков 110- 5 1 Оф. Затем валки устанавливают для непосредственной эксплуатации в клети листовых станов.Предложенная последовательность замены полос по ширине позволяет усилить эффект повьзвения износостойкости поверхностного слоя валков в местах их наибольшей выработки и обеспечить последующую равномерность износа по длине бочки при эксплуатации, После достижения не менее 0,51 О+ циклов нагружения валков необходимо производить замену полос одной ширины на полосы другой ширины с соблюдением отношения их ширины 0,70-0,85, причем вращение валков вконтакте с полосой необходимо осуществлять до достижения суммарного числа циклов нагружения валков 1 10- 5 10 ф (см. таблицу).Несоблюдение этого отношения приводит к скачкообразному изменению твердости поверхностных слоев по длине бочки валков, возникновению в поверхностном слое продольных растягивающих напряжений, приводящих к травмированию рабочего слоя валков. Наилучшие результаты по обеспечениюплавности изменения твердости и расномерности износа по длине бочки впроцессе их дальнейшей эксплуатации получены при замене полос одной ширины на полосы другой ширины с соблюдением отношения их ширины 0,70-0,85.При замене полос. одной ширины на полосы другой ширины менее чем через 0,5"10 ф циклов нагружеиия валков не достигается повышения износо.стойкости поверхностного слоя валковв местах их наибольшего износа (см.таблицу, варианты 9 и 3),П р и м е р. На дрессировочныйстан 1700 устанавливают валки твердостью 90-92 НЗ. Межвалковое давление в очаге деформации 150-300 ИПаобеспечивают путем дрессировки полосиз стали 0,8 кп толщиной 0,8-2,0 мм,шириной 1500 мм с обжатиями 5-9 Х;Замену полос одной ширины на полосыдругой ширины (1500 на 1250 мм) . про- при этом наименьшая (1,4 - 2,2 мм на 1000 т продукции), твердость наиболь -Для варианта 6 после достижения суммарного числа циклов нагружения валков 1 Оф с заменой ширины полос 1500 мм на 1250 через 0,5 1 О+ циклов нагружения валков осуществляют после 40 дующую замену полос шириной 1250 мм на полосы шириной 1050 мм с соблюдением отношения их ширины 1050/1250= 0,84 из предлагаемого интервала 0,70" 0,85. Подносы шириной 1050 мм дрессируют с заменой одного рулона полос шириной 1050 мм другим, третьим и т.д. до достижения 0,5 104 циклов нагружеиия валков после замены набора полос шириной 1250 мм и достиже,ния суммарного количества циклов нагружения валков 1,5 с 10 ф, По приведенной схеме осуществляют последующую замену полос одной ширины на полосы другой ширины через 0,5 1 Оф циклов кагружения валков с соблюдением отношения их ширины 0,70-0,85. В частности, набор ширин полос для ваизводят с соблюдением отношения их ширины 0,80-0,85 в направлении от полос большей ширины к полосам меньшей ширины по нескольким вариантам варьирования суммарного числа циклов на гружения валков через каждые 0,25;0,5 и 1,0 циклов нагружения валков, При этом сначала дрессируют полосы4 шириной 1500 мм до достижения 0,5 10 циклов нагружения валков. Поскольку О полосы в рулонах имеют недостаточную для .достижения не менее 0,5 1 Оф циклов нагружения валков длину, то один рулон полос шириной 1500 мм заменяют другим, третьим и т.д, рулоном полос 5 шириной 1500 мм до достижения 0,5 10циклов нагружения валков.Затем после достижения 0,5 104 циклов нагружения валков осуществляют замену полос шириной 1500 мм на 20 полосы шириной 1250 мм с соблюдением отношения их ширины 1250/1500=0,83.Полосы шириной 250 мм дрессируют до достижения последующих 0,5 1 Оф циклов нагружения валков,причемодин 25 рулон полос шириной 1250 мм заменяют другим, третьим и т.д. рулоном полос шириной 1250 мм до достижения 0,5 х А 0 циклов нагружения валков после замены полос шириной 1500 мм на поло-ЗО сы шириной 1250 мм и достижения суммарного количества циклов нагружения валков, равного 110 . Для варианта 5 таблицы на этом заканчивается подготовка валков к работе.35 рианта 6 таблицы в дальнейшем следующий: 890-750-600 мм с отношениями при замене 0,85 - 0,84 - 0,80 соот 1 ветственно, Для вариантов 2 - 4 замену полос одной ширины на полосы другой ширины производят через 1 10 циклов нагружения валков с успомянутым набором ширин при замене: 1500 Ф 1250 - 1050 - 890 - 750 мм и отношений 0,83-0,84, 0,85 - 0,84 - 0,80.Подготовленные к работе валки устанавливают в четвертую клеть листового стана 1700, где межвалковое давление в очаге деформации достигает 900-1200 ИПа. По допускам технологических инструкций опытные валки, подготовленные к работе, работают в 1,25-1,4 раза дольше, чем валки, вводимые в эксплуатацию без подготовки.Из приведенной таблицы следует, что наилучшие результаты по обеспечению повышенной износостойкости и равномерности износа валков листовых станов достигаются в случае соблюдения количества циклов .нагружения вал - ков от 1 1 О+ до 5 1 О+ при смене лов лос одной ширины из полосы другой ширины через 0,5 10 циклов нагруже 4ния валков с соблюдением отношениянх ширины 0,70-.0,85 .(см. таблицу,варианты 5-7), Интенсивность износаповерхности валков листовых станов шая (99-103 НЯ), коэффициент нерав. номерности износа валков по длине бочки наименьший (1,0-1,06). Аналогичная замена более чем через 0,5 10 циклов нагружения валков не позволяет повышать износостойкость валков и равномерность их износа по длине бочки (см. таблицу, варианты 6 и 3 или 7 и 4, где режимы 6 и 7 - оптимальные, а 3 и 4 - не отвечающие этим требованиями).Коэффициент неравномерности износа валков соответственно 1,04; 1,06 и 1,0 для оптимальных вариантов 5,6 и 7 меньше, чем для экономически и технологически нецелесообразных вариантов 2, 3, 4, 8 и 9 (1,09; 1,11; 1,15; 1,04; 1,15) и, тем более, варианта 1 без подготовки валков, а интенсивность износа валков по диаметру меньше в 4,7/1,4= 3,36 раза в центре бочки и в 3,8/1,4= .2,71 раза на периферии бочки.1135508 нию и восстановлению валков листовыхстанов, повысить их долговечностьвследствие увеличения количества допускаемых переточек, а такше уменьшение производственных затрат по подготовке к работе валков листовыхстанов, так как нет необходимости вспециальном оборудовании (профилиро"ванных обкатных валках минимального,конструктивного диаметра, дополнитепьной клети), и затратах рабочего вре-мени и электроэнергии (для обеспечения 1. 101-3 10 циклов нагрушениявалков). Во время подготовки к рабо-те валки листовых станов могут, участвовать в выпуске продукции - дрес.сировке полос. Суммар- Твердость поверхностногоное чис- слоя валков, НЬ Коэффициентнеравномерностиизносавалков Интенсивностьизноса валковпо диаметру,мм на 1000 тпродукциие Число Вариантподготовки циклов нагрушениядо замены набора полос Ф 10 ло циклов нагрушения валков,104 в центре бочки на периферии бочки валковк работе в цент- на пе" ре боч- риферии ки бочки 90-92 94-95 4,7 0 0 2,4 2,0 97-98 0,5 2,2 0,5 0,5 0,5 1,35 . 1,04 1,4 0,25 2,3 2,0 . 1,15 Составитель Ю,Лямов Редактор Л.Мотыль Техред Ж.Кастелевнч Корректор.О,ЛуговаяЗаказ 10145/4 Тирах 548ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ушгород, ул,Проектная, 4 Результаты опробования показали такше, что допустимым является 1 О 20 Х-ное превышение числа циклов нагрушения валков после замены полос одной ширины на полосы другой ширины, 5 т,е. 0,5 10 +(0,05-0,10) 10 ф=(0,55- 0,60)10+.Применение предлагаемого способа подготовки валков листовых станов к работе по сравнению с известными 10 обеспечивает повышение иэносостойкости валковлистовых станов в 1,2-1,4 раза, в том числе увеличение равномерности износа поверхностного слоя но длине бочки валков в 1,17-1,24 15 раза, что дает возмошность уменьшить затраты и потребности по изготовле 99-100 95-9698-99100-103100-103 94-95 90-92 92-94 94-95 96-97 93-94 95-96 97-9.8 98-99 93-94 3,8 1,24 2,2 1,09 1,8 111 1,3 1,15 2,1 105 1,7 1,06 1,4 1,00