Прокатный валок клети окалиноломателя

(51) 4 В 21 В 27/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оЙЦп 5,- .,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК КЛЕТИ ОКАЛИНОЛОМАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к област прокатного производства и может быт использовано в клетях окалиноломате лей, при изготовлении и восстановле нии прокатных валков. Бочка прокатного валка имеет лунчатую поверхность, дно и ребра лунок выполнены из материала, имеющего разную тверЯО 1388127 А 1 дость. Твердость материала, образующего дно лунки, меньше, чем твердость материала, образующего ее ребра, и определяется из выражения: Н,=Н(1+Ь/к) где Ни Н- твердостиматериалов, образующих ребра и днолунки, Ь - глубина лунки, к - коэффициент пропорциональности, учитывающий форму и площадь поверхностилунки = 1-10. Дно лунок, находясьна определенной глубине от поверхности рабочего слоя, работает в более щадящем режиме, чем его поверхность. Скорость износа металла дналунок значительно меньше износа металла, образующего ребра лунок, Зтому же способствует паровзрывнойэффект при прокатке, Выполнение дналунок менее износостойким, чем ребра, обеспечивает сохранение профиляповерхности бочки с лунками до полного износа активного рабочего слояпрокатного валка. 3 ил, 1388127Н=Н (1+ )Ь где Н и Н - соответственно тверидость материалов реберлунки и дна лунки(НЕС);й - глубина лунки, мм;к - коэффициент пропорциональности (учитываетформу и площадь поверхности лунки и равен 1 - 10).Характер износа рабочего слоя лунчатого валка следующий.За счет нанесения лунок уменьшает 55 ся площадь рабочей поверхности бочки валка, непосредственно контактирующей с горячим прокатываемым металлом. Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям прокатных валков и может бытьприменено на машиностроительных иметаллургических предприятиях приизготовлении, упрочнении и восстановлении прокатных валков, на станахгорячей прокатки в клетях окалиноломателей в лунчатых валках, обеспечивающих за счет паровзрывногоэффекта и механической ломки окалиныхорошее ее удаление с прокатываемогометалла.Цель изобретения - повышение качества проката эа счет сохраненияпрофиля лунок в течение всего срокаизноса рабочей поверхности бочкипрокатного валка.На фиг.1 и 2 изображена схемананесения на поверхность бочки прокатного валка ребер с образованиемлунок дуговой наплавкой зигзагообразными швами; на фиг.3 - форма лунки(сечение А-А на фиг.1 и 2),Валок клети окалиноломателя содержит рабочий слой 1, образованныйнаплавленными на его бочку швами 2с взаимным их перекрытием, Частьнаплавленного по высоте рабочегослоя образует дно лунки 3, Последнееможет быть образовано и металлом бочки валка. Верхняя часть рабочего слоянаплавлена зигзагообразными швами,что позволяет сформировать лунки.Дно лунок выполнено иэ материала,твердость которого меньше твердостиматериала рабочей поверхности валка,ее ребер, в соответствии с зависимостью 101520253040 Условия эксплуатации такой поверхности рабочего слоя ужесточаются, существенно увеличивается интенсивность его износа.Дно лунок, находясь на определенной глубине от поверхности рабочего слоя, работает в более щадящем режиме, чем его поверхность. Скорость износа металла дна лунок значительно меньше скорости износа поверхности валка. Более того, паровзрывной эффект ведет к интенсивному разрушению верхних кромок лунок, интенсйфицируя в еще большей степени скорость износа рабочей поверхности валка.Таким образом, при эксплуатации лунчатых валков динамика износа дна лунок и рабочей поверхности валка существенно различается. Скорость износа поверхности бочки валка выше скорости износа дна лунок, причем эта разница растет с увеличением глубины лунок и уменьшением их площади.В наибольшей степени условиям эксплуатации удовлетворяют лунчатые валки, скорости износа рабочей поверхности которых и дна лунок одинаковы. При этом до полного износа активного рабочего слоя сохраняется профиль поверхности бочки с лунками, При этом отпадает необходимость периодической фрезеровки лунок после выглаживания рабочей поверхности. Обеспечить такой характер износа можно, выполнив дно лунок менее износостойким, чем рабочую поверхность бочки валка, окружающую эти лунки,Учитывая корреляционную связь между твердостью и износостойкостью сталей одного класса, а также тот факт, что свойства бочки валка в производственных условиях можно измерить твердомером (этот метод нашел широкое применение при оценке характеристик рабочего слоя прокатных валков), целесообразно сравнивать уровни износостойкости отдельных участков бочки валка, оценивая их твердость.Таким образом, выполнив дно лунок из материала меньшей твердости, чем металл рабочей поверхности, их окружающий, и подобрав оптимальное соотношение уровней их твердости, можно обеспечить минимальную разницу в динамике износа дна лунок и рабочей поверхности бочки валка.При значении коэффициента к меньше 1 имеет место малая разница в уровнях твердости материалов дна лунки и ее ребер, что не позволяет в процессе эксплуатации лунчатого валка сохранить параметры лунок до полного износа рабочего слоя.При значении коэффициента к больше 10 становится невозможным обеспе чить разницу в твердостях дна лунки и ее ребер, так как она ограничена сверху уровнем твердости закаленной валковой стали (НЕС 55-60), а снизу - твердостью этой стали в состоянии нормализации (НКС 8-15). Указанная поверхность бочки прокатного валка может быть получена различными путями, например; при использовании термической обработки или наплавки,Известно, что при термобработке с использованием в качестве источника нагрева токов высокой частоты нагреваются, в основном, только поверхность детали и ее выступающие 25 наружу элементы. Используя этот факт для нагрева бочки валков с предварительно профрезерованными на ней лунками, можно обеспечить нагрев до температур аустенитизации только рабочей поверхности бочки валка, а дно лунок будет нагрето до меньших температур. После закалки такого валка твердости поверхностей бочки и дна лунок будут существенно отли 35 чаться.Если объем лунок заполнить термостойкой массой с низкой теплопроводностью (например, используемой для защиты от окисления отдельных участ ков деталей при их термической обработке на основе огнеупорных глин, асбеста и т.п.) и произвести объемную закалку валков в охлаждающей жидкости тоучитывая плохие усло 45 вия контакта этой жидкости с участками, защищенными термической массой (дном лунок), последние в процессе закалки валка не закаляются или частично не закаляются, так как скорость50 их охлаждения существенно ниже скорости охлаждения поверхности бочки валка, непосредственно контактирующей с охлаждающей жидкостью.Наибольшими возможностями с точки зрения расширения диапазона уровней55 твердости поверхности бочки валка и дна лунок обладает метод дуговой наплавки рабочего слоя, позволяющий одновременно с наплавкой формировать лунки требуемой формы. Лунчатую поверхность бочки валка наиболее просто формировать при дуговой наплавке рабочего слоя зигзагообразными швами (валиками).Если при такой наплавке однократно увеличивать длину одного прямолинейного участка зигзагообразного шва (заштрихованный валик на фиг,1) и Осуществлять колебания электрода с прежними параметрами (амплитудой и частотой), то в наплавленном слое формируется кольцевой ряд лунок четырехугольной формы (зачерченные участки на фиг.1).Сократив после наплавки определенного участка зигзагообразными швами длину любого участка этого шва, не параллельного удлиненному ранее участку, на ту же величину, на которую ранее было произведено приращение (заштрихован на фиг.1), формируют очередной кольцевой ряд лунок, расположенных под углом к предыдущему (фиг.1).Нанести лунки в процессе наплавки рабочего слоя прокатных валков зигзагообразными швами можно, изменяя частоту колебаний электрода. Для этого после целого числа оборотов валка при наплавке периодически дискретно изменяют частоту колебаний электрода в два раза попеременно в сторону уменьшения и увеличения, причем колебания электрода при наплавке кажцой пары смежных участков с различным периодом совмещают по фазе, а фазы колебаний смежных пар участков смещают на половину периода колебаний большей частоты в направлении вектора скорости наплавки (фиг.2).Для получения лунчатого валка, у которого дно лунок имеет меньшую твердость, чем ребра, наплавку необходимо производить в два приема. Вначале наплавляют сплошной слой без лунок с относительно невысокой твердостью, например, электродной проволокой НП-ЗОХГСА под флюсом АН(твердость такого слоя НКС 23-25), Затем выполняют наплавку слоя по одной из указанных схем, формируя лунки, Материал для наплавки этого слоя выбирают с высокой твердостью (например, проволока СвГС и флюс ЖСН, позволяющие получить рабочий слой с твердостью НКС 40-42).13881276 ф сь з Ъ После такой наплавки дно лунок(зачерненные на фиг. 1 и 2) имееттвердость НЕС 23-25, а ее ребра -НЕС 40-42. Следует отметить, что,выбирая наплавочные материалы, дающие наплавленный слой с различнойтвердостью (от НЕС 10-12 до НЕС 5055), получают высокий диапазон разностей уровней твердости дна луноки ее ребер,Использование предлагаемой поверхности бочки прокатного валка в клетях окалиноломателей прокатных станов позволяет стабилизировать качество проката на высоком уровне за счет сохранения профиля лунок в течение срока полного износа рабочего слоя, снизить затраты на нарезание лунок 20 на рабочей поверхности, расход валков окалиноломателя, уменьшить затраты времени на их перевалку и пере- точку, повысив тем самым производительность прокатного стана. Формула изобретенияПрокатный валок клети окалиноломателя, содержащий шейки и бочку,рабочая поверхность которой имеетлунки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества проката за счет сохранения профиля лунок в течение всего срока износабочки валка, дно лунки выполнено изматериала, имеющего твердость меньшую, чем твердость материала, образующего ее ребра, и устанавливаемуюпо формуле , иН =Н (1+ - -)игде Ни Н - соответственно твердость материала, образующего ребра и днолунки;Й - глубина лунки;к - коэффициент пропорциональности, учитывающий форму и площадьповерхности лунки,к = 1 - 10.