Прокатный валок

.8) тель В 27 льст В 27 тво СССР 02, 1988 о СССР 02, 1983 ится к прокатно к конс лис товых стан- изобретеупрощение оследоварабочего 1 зносостойи внутренних рабочего х бандажа ел ч ла вязкоа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТ 1 (РЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК (57) Изобретение откос ному производству, а им рукциям опорных валков ков горячей прокатки. Ц ния - повышение ресурс эксплуатации валка пут тельной замены изношен слоя па резервные слои кого материала, локали напряжений в объеме од слоя и съема при перет более технологического Изобретение относится к области прокатного производства, конкретнее к конструкциям опорных валков листо- вых станов горячей прокатки.Цель изобретения - повышение ресурса и упрощение эксплуатации валка путем последовательной замены изношенных рабочих слоев на резервныеслои из износостойкого материала, локализации внутренних напряжений 2 го слоя. Прокатный валок содержит " ось и многослойный бандаж, направлен-ный из материалов с разной износостойкостью и вязкостью в смежных слоях, причем внешняя образующая валка выполнена из материала с большей износостойкостью, а непосредственно с осью контактирует вязкий слой. При наплавке вязкого слоя используют проволоку СвХ 11 НВМФ, а слой наплавляют под флюсом. Его твердость составляет ЯП 52. Износостойкие слои формируют иэ проволоки Нп-ЗОХГСА и Св 10 Х 11 ВНМФ. Твердость износостойких слоев составляет НЯП 70-72, Первый износостойкий слой, а затем и после" : дующие эксплуатируются с перешлифовками, после чего его остатки вместе со смежным вязким слоем удаляются посредством токарной обработки, что позволяет снизить трудозатраты при вводе резервных износостойких слоев в эксплуатациюТехнико-экономический эффект складывается из снижения рас- , ффффф хода валков до 353 в сравнении с 4 Ь базовым объектом, имеющим наплавлен- ( ный бандаж только из износостойкого материала1 з,п. ф-лы, 1 ил . 00 объеме одного рабочего слоя и съепри переточках бандажа более тех. - ологичного металла вязкого слоя.На чертеже изображен опорный вак с многослойным бандажом, общий д, продольный разрез.Валок состоит из.оси и многослойго бандажа, наплавляемого из мате- алов с разной износостойкостью и зкостью в смежных слоях.16008Количество слоев определяется размером окон, станины рабочей клети,габаритами подушек валков, минимально допустимым радиусом бочки валкаи может составлять 4-8.5Слои по сечению бандажа распределяются так, что рабочая поверхностьвыполняется из износостойкого материала, а непосредственно. на оси наплав Оляется слой из вязкого материала припоследовательном чередовании износостойких и вязких слоев, причем толщина всех износостойких слоев постояннаи составляет (3;4),Н, а толщинавязких слоев уменьшается от оси внаправлении к внешней образующей бочки и определяется по зависимости0,а 3й)Ни =Не20где Й, - толщина вязкого слоя, мм;й - норядковый номер слоя в направлении от оси к внешнейобразующей бочки;В. - номинальный радиус бочки 25валка, мм;Н - средний износ за кампанию(по данным эксплуатацииопорных валков составляет3-4 мм);30е=2,73 - основание натурального логарифма.Опыт эксплуатации опорных валковширокополосного стана "2000" горячейпрокатки показал, что выкрошиваниерабочей поверхности происходит за 3-4кампании их работы, при этом рабочаяповерхность изнашивается на глубину12-16 мм, при среднем износе за кампанию с учетом съема металла за перешлифовки с возможностью восстановления исходной профилировки (выпуклость+1,5 мм) составляет 3-4 мм,В процессе контактной усталости"выкрошки" распространяются на всюглубину износостойкого слоя, в связис .чем целесообразно производить после 3-.4 кампаний обновление рабочейповерхности валка, вводя в работу новые резервные износостойкие слоирасположенные по толщине бандажа вйаправлении к оси. При сложившейсяпрактике эксплуатации валков изношенный износостойкий слой удаляется посредством шлифовки.Для замены трудоемкой операции 55шлифовки на более производительнуюоперацию съема металла резцами, т,е.перевод переточки валков на обработку 794на токарных станках при использованиипредложенной конструкции после 3-4кампаний изношенного износостойкогослоя, он удаляется обработкой резанием совместно со смежным вязким слоем,свойства которого позволяют производить его удаление металлорежущимирезцами.Толщина износостойкого слоя (34)Н определяется величиной съеманаклепанного слоя после первой ичетвертой кампаний с учетом восстановления исходной профилировки,Для опорных валков широкополосногостана горячей прокатки "2000" Н=4 мм,а за время 3-4 кампаний прокатывается360-500 тыс,т листового проката.При работе валка вязкие слои,рас"положенные на разном уровне от осивалка, воспринимают различные нагрузки и в них различны условия для возникновения остаточных напряжений,Менее благоприятные условия у вязкого слоя, примыкающего непосредст-,венно к оси, так как он находитсяв эксплуатации наибольшее время, вязкий слой расположенный за внешним износостойким слоем находится в наибо"лее благоприятных условиях, а вязкиеслои, расположенные между ними воспринимают средние нагрузки. Зто позволяет варьировать их толщину в целяхэкономии расхода дорогостоящего материала для наплавки вязких слоев, атакже снижая общую толщину вязкихслоев, повышать количество износостойких слоев,В результате обработки статистических данных была определена указаннаязависимость (1) для определения толщины каждого вязкого слоя при определении количества слоев по формулеМаке МИНи(34)Нгде Е - максимально допустимыйМа ассрадиус валка, мм;К ми - минимальный радиус валка,мм. Используя зависимость (1), можно определить необходимую толщину вязкого слоя в зависимости от его удаления от оси, при которой исключается пластическая деформация вязких слоев, а также гарантируется предохранение последующего износостойкого слоя при выкрошивании предшествующего износостойкого слоя, кроме того, возможно16008 20 30 рациональное расходование материалапри наплавке вязкого слоя.Отработавший свой. ресурс работыопорный валок с диаметром бочки,близким к минимально допустимомудиаметру 1460 мм, обтачивают на глубину 5 мм на сторону для удалениянакопившихся в рабочем слое дефектов.После чего, исходя из начального диаметра валков, величины износа за кампанию, определяются количество износостойких слоев, а также толщинавязких слоев,Количество слоев определяется поФормуле Нмас Нмин(34)Н фгде п - количество слоев,В - максимальный радиус валка(для НШСГП "2000" составляет800 мм)рКм- минимальный радиус валка(для НШСГП "2000" составляет725 мм);Н - средний износ за кампанию(для самой загруженной вусловиях НЛИК восьмой клетичистовой группы составляет4 мм).Определим число слоев пм ,=6,21 4,6 и примем количество слоев причетном их числе Равным 4.Далее по зависимости35=Не определяем толщину вязких слоев в направлении от оси к внешней образующей валка Ьз =3,8 мм;8Ь 8 =3,6 мм, аналогичньк расчетом по лучаем Ь 8 =3,58 мм и Ь =3,4 мм.Затем опорный валок устанавливается на вальценаплавочную установку КЖ, в которой производится его предварительный подогрев до темпеРа туры 400 С в течение 36 ч.Наплавку вязкого первого слоя производят расщепленным электродом проволокой СвХ 11 НВИФ под флюсом АНС на следующих режимах; свароч" 50 ный ток 900-950 А, напряжение на дуге 34-36 В; скорость наплавки изменяется в пределах 20-35 м/ч для регулирования толщины вязких слоев в зависимости от расположения по поперечному сечению валка.Первый вязкий слой 1 формируется твердостью НЯОтолщиной 3,8 мм за два прохода. 79 6Первый рабочий слой 2 формируюттвердостью .Н 80 70-72 посредством на,плавки расщепленным электродом проволоками Нп-ЗОХГСА и СвХ 11 ВНИФ подфлюсом АНС на следующих режимах:сварочный ток 900-950 А, напряжениена дуге 34-36 В, скорость наплавки25-30 м/ч.Износостойкий рабочий слой Формируется за 5 проходов,Аналогичным образом наплавляютпоследующие слои 3,5 и 6-8, соответственно формируемые из вязкого иизносостойкого материалов,После наплавки валок имеет диаметр1603 мм.Наплавленный валок подвергают механической обработке и придают емуисходный профиль с выпуклостью. Валокс начальным диаметром 1600 мм устанавливают в клеть, где он эксплуатируется в течение 7-6 сут, при этом наработка составляет 130-140 тыс,т. Валоквыводится из работы по причине недопустимого изменения первоначальнойпрофилировки,После первой кампании осуществляется шлифовка валка с целью восстановления профиля, Вторую кампанию с диаметром 1592 мм валок эксплуатируетсяв другой клети, наработка составляет135 тыс,т,Валок выводится из работы по причине недопустимого изменения профилировки в процессе износа, После второйкампании осуществляются шлифовка валка и его профилировка. Третью кампанию с диаметром 1584 мм валок эксплуатируется до наработки 150 тыс,т.После третьей кампании валок подвергают токарной обработке с цельюудаления четвертого вязкого слоя иостатков износостойкого слоя, приэтом валок обновляется,Аналогичным образом эксплуатируются 5,6 и 2 слои.Были проведены испытания сериипредлагаемых опорных валков (72 валокс ресурсом валка 1800 тыс,т), а такжебазового объекта (таблица).Технико-экономический эффект отиспользования предложенного прокатного валка заключается в повышении длительности эксплуатации валка на 30357 в сравнении с базовым объектом,Ф о р м у л а и з о б Р е т е н и я1. Прокатный валок, преимущественно опорный для валковых систем листо.евТолщина вявкогоподслоя, мм Количество прокатанного ме- талла,тыс,т Валок лна нвносо; ойкого. слоя,Примечание 500 Ь, 4 Ь,-Э,Е Ь ф 3,6 Выкрошиванне третьего сло в четвертой кампании Выработка третьегослоя 60 Н, .20 Н фф 20 аъ "20 Ня 20 Ь, д 3,8 Ь 3,6 Ь3,4 Ь,. 3,4 Н 1 Н1 НН 4" 1 ыработаны все сло Выкрошнванне третьегослоя в третьей кампании Нгщ 16 Нт ф б Н" 16 Ь, 4 Ьа ф 3,8 Ь " 3,8 Ь 4,2 74 Выработка третьегослоя 702 Р," 16 Н,. 16б Выкрошнванне третьегослоя в третьей кампанниВыкрошка уходит во второй нвносостойкнй слойВыкрошнванне в пятой кампании второго наностойкого слоя Выкрошнванне в вестой кампании у второго слоя Выкрошка уходит ив второго слоя в первый Выкрошнванне в четвертой кампанннВыработка 303 ак".явного слоя 0 89 . 88(бавовыйобъект) 7 6008 вых станов горячей прокатки, содержащий.ось и наплавленный многослойный бандаж, в котором два смежных слоя имеют по отношению друг к другу разную износостойкость и вязкость, а непосредственно с осью контактирует слой с большей вязкостью, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ресурса и упрощения эксплуатации валка путем последовательной О знамены изношенных рабочих слоев на резервные слои из износостойкого материала, локализации внутренних напряжений в объеме одного рабочего .слоя и съема при переточках бандажа более технологичного металла вязкого слоя, бандаж снабжен дополнительными Слоями, выполненными из.материалов с разной износостойкостью и вязкостью, . оторые расположены по его толщине в виде последовательно чередующихся пар аналогично указанным смежным слоям, а внешняя образующая бандажа наплавлена из материала большей износо- ф стойкости, при этом толщина всех износостойких слоев постоянна и составляет (34)Н, где Н - средний износ за кампанию валка, а толщина вязких слоев уменьшается в направлении от оси к внешней образующей бандажа,2, Валок по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что толщина вязких слоев й 8 определяется из зависимости-(0,0 +8 п)НЬ Не где К - номинальный радиус бочки валка, мм;е - основание натураяьного логариФма;и - порядковый номер слоя в направлении от оси к внешней образующей бандажа, начинаяс единицы..Ревская Тираж 408 Подп аказ 3234 сно НИИПИ ГКНТ СССР осударственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород агарина, 101 Производ оставитель ехред М,ди Лямовс Коррек тия 4/5