Способ настройки прокатной клети листового стана с укороченным нажимным роликом

Способ настройки прокатной клети листового стана с укороченным нажимным роликом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатному производству, точнее к мероприятиям по улучшению качества настройки для последующей эксплуатации рабочих клетей многовалковых станов, холодной и горячей прокатки с нажимным роликом . Целью изобретения является повышение качества прокатываемого листа и уйеличение долговечности валков за счет првьшения класса чистоты поверхности бочек валков и обеспечения равномерности распределения межвдлкового давления. После завалки в клеть производится обкатка поверхности рабочих и опорных валков при определяемых данным способом режимах и отведенных нажимных роликах, при которых происходит микропластическая деформация поверхностного слоя бочек валков, исключающая в процессе прокатки передачу отпечатка от нажимного ролика на пропитываемую полосу. Взаимное прижатие рабочих и опорных валков осуществляют с напряжением Q (0,4-0,6)х X рабочие валки изгибают ради-, альными усилиями Р (0,2-0,4)Q,, направленными навстречу друг-другу. Твердости рабочих и опорных «валков выбирают из соотношения НУрцуНУвн/ /QMeL(tc 0,5-0,8, где твердость бочки рабочего валка; - твердость бочки опорного валка; Рмадсс максимальное контактное напряжение между сопряженными валками. Обкатку рабочими валками поверхности бочки опорных валков производят на холостом ходу в течение циклов нагружения. 4 ил., 3 табл. 00 ел оэ 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I) 41 А1 (51)4 В 21 В 28/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4217434/23-02 (22) 25.03.87 (46) 07.11.88. Бюл. К 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А.И.Целикова (72) И.М.Макеев, А.И.Герцев, А.M.Ëåгун, С.Х.Сиушев, Л.Д.Пескин, 10.В.Гесслер, Б.А.Морозов, М.С.Косьминова, В.К.Шашкин и В.А.Правдиченко (53) 621.771.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 599865, кл. В 21 В 13/14, .В 21 В 28/00. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ

ЛИСТОВОГО СТАНА С УКОРОЧЕННЫМ НАЖИМHblM РОЛИКОМ (») Изобретение относится к прокатному производству, точнее к мероприятиям по улучшению качества настройки для последующей эксплуатации рабочих клетей многовалковых станов, холодной и горячей прокатки с нажимным роликом. Целью изобретения является повышение качества прокатываемого листа и увеличение долговечности валков sa счет повышения класса чистоты поверхности бочек валков и обеспечения равномерности распределения межвалкового давления. После завалки в клеть производится обкатка поверхности рабочих и опорных валков при определяемых данным способом режимах и отведенных нажимных роликах, при которых происходит микропластическая деформация поверхностного слоя бочек валков, исключающая в процессе прокатки передачу отпечатка от нажимного ролика на пропитываемую полосу. Взаимное прижатие рабочих и опорных валков осуществляют с напряжением Я (0,4-0,6) х

x Q<®, рабочие валки изгибают ради- Я альными усилиями Р = (0,2-0,4)Я, направленными навстречу друг другу .

Твердости рабочих и опорных валков выбирают из соотношения PV> HV /

/Q . = 0,5-0,8, где Над,у — твердость бочки рабочего валка HV — твердость бочки опорного валка; Ямд - максимальное контактное напряжение между сопряженными валками. Обкатку рабочими валками поверхности бочки опор. ных валков производят на холостом ходу в течение 10 -10 циклов нагружения. 4 ил., 3 табл.

1435341

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к мероприятиям по улучшению качества частройки для последующей эксплуатации рабочей клети многовалковых станов холодной и горячей прокатки, Цель изобретения - повьппение качества прокатываемого листа и увеличение,цолговечности валков за счет повьппения класса чистоты поверхности бочек валков и обеспечения равномерного распределения межвалкового давления.

Яа фиг.1 изображена прокатная шес- 15 тивалковая клеть, на фиг.2 — схема нагружения валковых комплектов клети перед обкаткой опорных валков штатными рабочими валками, на фиг.3— график изменения качества поверхности 20 бочек сопряженных валков в зависимости от циклов нагружения., на фиг.4— график изменения исходной (начальной) твердости бочек сопряженных валков в- зависимости от циклов нагружения. 25

Прокатная клеть с укороченным нажимным роликом, например шестивалковая„ содержит опорные валки l è 2, шейки которых опираются на подшипники, установленные в подушках 3 и 4, нажимные укороченные ролики 5 и 6, рабочие валки 7 и 8, шейки которых также опираются на подшипники, размеценные в подушках. Комплекты валков подушками и ролики монтируются в 35 станине клети. После эавалки в станину клети подушек с валками и роликами поспедние отводят взаимодействием гидроцилиндров на подушке ро ликов таким образом, чтобы между ни- 40 ми и опорными валками был образован зазор Б по длине всей бочки. Затем нажимными винтами, воздействуя на подушки 3 верхнего опорного валка, создают напряжение взаимного прижатия 5 малкове после чего к шейкам рабочих валков прикладывают разъемные усилия Р, направленные попарно навстречу друг. другу, которьпп создают выпуклость валков Z = 0 4-0.6 За- 50 тем, подавая на валки смазочно-охлаждающую жидкость, осуществляют вращение валков — обкатывание рабочими валками бочки опорных валков. Опорные валки обкатывают на холостом ходу в течение 1-1,5 ч, т.е. они получают

10 -10 циклов нагружения, после чего их останавливают, снимая усилие Р, Затем валки и ролики выставляют в одной плоскости с контактом по длине бочек, устанавливают раствор между рабочими валками, равный толщине прокатываемого листа, и клеть готова к началу прокатки.

Сущность способа заключается в том, что обкатка поверхности опорного валка рабочим осуществляется при таких определенных режимах, при которых в поверхностном слое валков происходит микропластическая деформация — выравнивание гребешков поверхности, обкатка доходит до границы начала наклона в поверхностном слое и прекращается (фиг.3). Следовательно, к моменту работы клети проведена настройка не только геометрических параметров, но и качественных параметров, т.е. подготовлена поверхность опорного валка, работающего в контакте как с нажимным роликом, так и с рабочим валком таким образом, что исключена возможность передачи отпечатка от нажимного ролика на прокатываемую полосу. Способ имеет еще и .то преимущество, что качественное улучшение поверхности опорных валков осуществляется непосредственно в самой клети и средствами клети со штатными рабочими валками.

Рабочие валки 2 и 8, опорные валки 1 и 2 и укороченные нажимные ролики 5 и 6 изготовлены из износостойких кованых марок сталей с термообработкой на различную твердость.

Перед установкой с контактом нажимной ролик устанавливают с зазором относительно бочки опорного валка, создают взаимное прижатие опорных и рабочих валков с напряжением Q (0,4-0,6)Q »,, после чего прикладывают к шейкам рабочих валков радиальные усилия Р = (0,2-0,4)Q», направленные попарно навстречу друг другу, а затем производят обкатку непосредственно рабочими валками поверхности всей бочки опорных валков на холостом ходу в течение N = 10 -10 циклов нагружения, при этом твердости бочек рабочих и опорных валков выбраны с отношением разности твердостей сопряженных бочек валков по

Виккерсу к максимальному контактному напряжению между ними, равным: нч, — vv«„

- "-" —" — = 0 5-0 8 э э в

Q ма»с

143 где HV — максимальное значение

F твердости бочки рабочего валка, HV „ — максимальное значение твердости бочки опорного валка; — максимальное контактное напряжение между сопряженными валками.

Параметры режима нагружения валков для обкатки получены на основании экспериментальных исследований, выполненных на модели шестивалковой клети стана 5000, и расчетов.

Известна зависимость

Qo макс Кя КГ> где Q „ „, — максимально допустимое усилие прокатки, К вЂ” коэффициент переменности нагружения опорного вал4 ка и ролика, К = 0,70,8, К„- коэффициент срока службы опорного валка и ролика, Кт = 0,6-0,7.

Отсюда взаи .лое прижатие опорных и рабочих валков осуществляется усилием

Qî = (Oэ4 0э,6)Q„ (1)

Прикладываемые к шейкам рабочих валков пары радиальных усилий должны создать такую выпуклость обоих рабочих валков Z чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки по длине бочки опорного валка при обкатке.

Для этого величина Z должна быть равна сумме 2f прогибов бочек опорных валков 1 и 2, которые определяются по известной формуле

2f = q (12А1.а — 7Т.з ) (2) где А — расстояние между нажимными винтами, мм, Š— модуль упругости первого рода для материала опорного вала, который можно принять Е =

1, 104 опорные валки всегда стальные.

Из практических соображений можно принять, что А = 1 — (0,80 — 0,85)D.

Подставив это значение и обозначив

„Ф= D/L, запишем выражение (2) в следующем виде:

«3

Яî — — (1 + 2„) ° о 40D4 (3) Для шестивалковых листопрокатных клетей отношение,/ находится практи10

0 1 (4)

Для создания требуемой выпуклости величину усилий P определяют по эмпирической формуле

Р =,2 (1 -. 80Р, ), (5) cl где „Д = — — отношение. диаметра рабор L

20 чего валка к длине бочки.

Например, для стана 1350 соотношение ,фр = 280/1350 = 0,21. Тогда

P = 65 тс.

25 Подставив в формулу (5) значение из формулы (4), и, учитывая, что

D/L =ф, получим

0 (1 + 802 ) а

30 288.Р

После преобразований с учетом значений,/3 = 0,30-0,36 и, э = 0,2, получим пределы изменения радиальных усилий

35 P = (0 2 Ою4)Q+ °

Таким образом, приемы и параметры усилия взаимного прижатия опорных и рабочих валков, прикладываемых к ним радиальных усилий и следующих, затем

40 циклов нагружения взаимосвязаны, границы параметров выбраны по следующим соображениям:

Qo — < 0,4Ям< yc — соответствует средним, приведенным, контактным нап45 ряжениям при минимально возможном усилии прокатки,"

P а 0,2Q прогиб недостаточен и не обеспечивает необходимое усилие прижатия и обкатку при N = 10 циклов

Я > 0,6Q — значение невозможно, ограничено усилием проката и конструктивным исполнением клети, нижние значения радиального усилия

55 P ) 0,4Я, создать невозможно по конструктивным особенностям клетей.

Обкатка при нагружении Я с 1О не обеспечивает необходимую равномерность изменения микрорельефа, а эна5341

4 чески в сравнительно узких пределах ,/ = 0,30-0,36. Приняв среднее значение = 0,33, вычислим 1 + 2+= 1,66.

После подстановки этого численного значения в выражение (3), учитывая что 2fo = Z получаем следующую формулу для расчета требуемой суммарной выпуклости рабочих валков:

1435341, чит, требуемую чистоту поверхности

:и появление отпечатка.

При нагружении N Ъ 109 улучшения б качественной характеристики наружно го слоя не происходит и дальнейшая обкатка нецелесообразна, более того, ; начинается образование наклепа в по

; верхностном слое, что нежелательно, . :так как для валков данных клетей по- 10 добная исходная твердость, удовлетворяющая требованиям эксплуатации, не требует упрочнения.

Применительно к шестивалковому стану 1350 холодной прокатки полосы, 15 имеющему следующие параметры1 длина бочки Ь = 1350 мм, диаметр опорного валка D - =500 мм, диаметр рабочего валка d = 280 мм, максимально допустимое усилие прокатки Ямакс = 600 тс, 2р определим усилие, обеспечивающее требуемую выпуклость валков при обкатке.

Усилие взаимного прижатия валков при обкатке Q,9 = 0,5/9, « 300 тс.

Требуемая выпуклость, обеспечива- 25 ющая равномерное распределение нагрузки, получается при приложении радиальных распирающих усилий, приложенных к рабочим валка 1

Р = (0,2-0,4)Q< = 60-120.тс. З0

Пример. Расчет оптимального Г соотношения твердостей валков в шестивалковой клети.

Исходные данные: твердость рабочих валков 75 Н5; максимальные контакт-,.35 ные напряжения, между рабочими опорными валками Qмакс 200"220 zr/ìì 9 максимальные контактные напряжения между опорными валками и роликами

160-200 кг/мм2 . gp

При твердости рабочих валков 75 Н8 твердость опорных валков в соответ ствии с формулой составит:

EEV „ HV<ö, — == — — - "- = 0 5-0 8

9 9 аь маас

Значение 0,5 соответствует верхней границе твердости, менее 0,5 твер дость недостаточна и появляется след от нажимного ролика, 0,8 соответствует нижней границе. твердости, больше

0,8 твердость недопустима, разница твердостей между сопряженными валка

1 ми меньше 10 и появляется вмятина от нажимного ролика. Верхняя граница твердости опорных валков:

600 НЧ вЂ” НЧ ш = О 5

НЧ„. = 490НЧ 68 HS.

Нижняя граница твердости опорных

600HV — HVo

1 9

НЧ „ = 424HV 58 HS.

Твердость нажимных роликов в соответствии с формулой составит: — — О 5-0 8

9 9 (макс

Верхняя граница твердости опорных роликов:

490 - HV

ЕЪй 0 5

НЧ = 410 HV 51 Н5.

Нижняя граница твердости нажимных роликов

424 - HV — — — — +-— - = =- Π8

E!V»„= 296 РЧ 45 Н5 °

Расчетные данные оптимального соотношения твердостей сопуЪ1женных опорных валков и роликов проверены экспериментально на модели шестивалковой клети стана 5000 (М 1: 10).

При максимальном контактном напряжении между опорными валками и роликом 160 кг/мм и разности твердостей опорных валков и роликов 10-.15 HS (100-150 HS) соответствующей расчет" ным соответственно верхним или нижним границам твердостей, на опорном валке в месте контакта его с укороченным роликом при прокатке не обнаружено дополнительного износа и отпечатка опорного ролика на опорном валке в процессе длительных испытаний (фиг..A) .

В табл. 1 приведена сравнительная оценка работоспособности шестивалковых рабочих клетей листовых станов по предлагаемому способу и известному.

Сравнительные данные табл. 1 показывают, что предлагаемая конструкция шестивапковой клети и цалковой системы с укороченным роликом при твердости опорньцс валиков 10 HS и роликов

55-60 HS что соответствует разности твердостей сопряженных валков 1015 HS исключает появление отпечатка на опорном валке от ролика при повышении удельной нагрузки со 150 до

200 кг/мм9 и повышении нагрузочной способности клети с 9800 до 12000 тс, I

Опробование способа проведено в лабораторных условиях на той же модели шестивалковой клети стана 5000 с

f4353 параметрами верхнего и нижнего комплекта:

Диаметр, мм Длина, мм

Опорные валки 160 500

Опорные ролики 160 203

Рабочие валки 100 500

Расстояние между нажимными винтами

640 мм.

После завалки вал;овых комплектов в клеть обкатку бочек валков проводят при работе клети в режиме "Валок на валок" при давлении масла в системе

200 кг/мм, что соответствует усилию прижатия 90 тс, из них на ролик 48 тс, 1 на опорный валок 4? тс. Для натурной клети стана 5000 усилия обжатия ролика 6400 тс и опорного валка 5450тс.

Обкатка под нагрузкой производится со скоростью вращения рабочих валков 20

35 об/мин по 30 мин с перерывами. Через 120 мин после начала обкатки на нижнем опорном валке, контактирующем с роликом, появляется след по тональности, затем после 30 мин на нижнем 25 опорном валке в зоне контакта торцов ролика на опорном валке появляется заметная на ощупь зона пластического вспучивания, которая вызывает появление отпечатка на нижнем рабочем валке. Затем этот след переходит на рабочий валок верхнего комплекта. Общая продолжительность обкатки составляет 470 мин, что соответствует

100000 оборотам рабочих валков и

6000 циклам опорных валков и роликов.

Затем валки подвергают измерениям.

Установлен экспериментальным путем характер неравномерного формоизменения на ОпОрнОм ролике и Валке В Виде 40 отпечатка и дополнительный износ от контакта с укороченным роликом.

Данные измерения сведены в табл. 2 и позволяют сделать вывод, что по краям бочки опорного валка значения контактных напряжений в 1,5 раза выше, чем в середине бочки.

Далее, завалив в клеть второй комплект валков, совершают обкатку бочек б0 опорных валков согласно предлагаемому способу, а именно: осуществляют взаимное прижатие рабочих и опорных валков с усилием QI, и прикладывают попарно направляемые навстречу друг другу радиальные усилия P чтобы создать выпуклость рабочих валков Z.

Опорные рамки разведены и не контактируют с опорными валками. Макси41 8 мальна возможное усилие, создаваемое клетью, О„„,„„ = 90 тс.

Параметры режимов обкатки бочки опорнога валка рабочими валками клети и результаты обкатки сведены в табл. 3.

На нат рнай клети 5000 после обкатки, которая выполнена по данному режиму и обеспечивает получение упрочненнагс наружнсго слоя опорных валков, рабочие валки разьадят на величину, равную толщине прокатываемого изделия, осуществляя одновременно контакт между всеми сопряженными поверхностями нажимног0 ролика, опорного валка и рабочего валка, после чего клеть готова к прокатке, и ее настройка закончена.

Прецлагаемый способ настройки прокатной клети с укороченным ролнком1 например шестивалкавой, позволит выбрать валки с определенной исходной твердостью и при оптимальных режимах обкатать поверхность опорных валков, повысить ее качество непосредственно в клетях стана, выровнять микрогребешки на поверхности после их шлифовки, что предотвратит получение отпечатка ат укороченного ролика на прокатываемай паласе. Способ ссущсствляется без дорогостоящего вспомогательнога оборудования средствами самой клети, Формула и з обретения

Способ настройки прокатной клети листового стана с укороченным нажимным роликам включяющии установку В одной плоскости с контактом по длине рабочих, опорных валков и нажимнога ролика, верхнего и нижнего комплектов, последующую разводку рабочих валков до величины раствора, соответствующей толщине прокатываемого листа, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества прокатываемого листа и увеличения долговечности валков за счет повышения класса чистоты поверхности бочек .валков и обеспечения равномерного распределения межвалкового давления, перед установкой с контактом нажимнай ролик устанавливают с зазором относительно бачки опорного валка, взаимное прижатие опорных и рабочих валков производят с напряжением Q = (0,4-0,6)Ц „„., прикладывают к шейкам рабочих валков усилия .P = (0,20,4)Qo„. направленные попарно нав9 1435341 стречу друг другу, после чего произ- где Я„ „, водят обкатку рабочими валками поерхности всей бочки опорных валков холостом ходу в течение 10 -10 . клов нагружения, при этом тверость рабочих и опорных валков устаавливавт согласно зависимости HVw

HV - НЧ вЂ” — 0,5-0,8, =ч....

Щк

10 †. максимальное контактное, напряжение между сопряженными валками, - максимальное значение твердости бочки рабочего валка

" максимальное значение твердости бочки опорного валка.

12 (($ о о (»

II CCI

v Р х ф

t о о

VD сО

« о ю

II

С»Ъ иц ««an(м ж1 "

Ф 1 о

>л о л о а о о1

° 1 л(о о t

1(о(I o

an}cv e an an O

° ( (((М «Ч с,Н О -1 М

П-(1 П О н

« еоа ф ((4

L caI caI ч(Ф

;1 «

П а(Л о(о

Ч Ф

andean

Ю

СО(CV

° (и сом

)CV 1(М ф) Ф ч»(е»

OIO OI O

О1ап О(е

«ч(- «Ч1-о(о о е о(о о!

kf,E»

l é

Ю

С0

С>

00 и ь сп ж

I о

Щ

Ю «>

I l

>П Р

Z 0

О 1->Ц

9 > д

И K

1 М

Р> Ж

o>g ц

ИдО

Ю Ха

«> о П( (» д о ж

I о о м (1

Ф

IXI >Я

0) д

Ж ж ж

О О ю о

CCI Ж

Р> >О

О

cCI О

ы о и Д

Э О О

Ю!

I (+

1

I

О(.РЮ и о о m

t( (-a о

1435341

З,н

>(О О

О О

Е I(I О O ю II

» an

I Ol л

О an «

-oo

l o1 п,оое и -! о м

II П

Ф о

an

«a o ф»» Ю (" к

@ rn ж

О >Ж

0 Ф >Г1

П((» л в v е о о р « л и

1«"

„о

Р(+ ч( (» а

П е

Е

О >Ж о э

Ж l

6) U е о

«aa «t д х

"о

4(4С,С) 4

1 4

1435341

Таблица2

Нагрув- Ви ка ны

Твердость мате" риала

Шестивалко вал клеть

Комплект валков вменение аероховаости, класс чис отм еличин оса бо мм наноса сере" дине

8-10

0,04 0,07 I ци

30000 о5, 0,09" о, I i

8-10

9 1О

8-9

Равномерно

0 5""0,06

Равномерно не более

0,02

Отпечаток ролика

0,1 мм

В пределах 8

Ролик ° 60

ТаблицаЗ

Радиальные усилия Наблюдение и замеры к шейкам рабочих величины износа бочки валков опорного валка

Взаимное прижатие опорных и рабочих вал ков

270127

0,3

0,4

36 02 72

45 0,3 13 5

0,5

0,6

54 0 4 18 0

63 05 315

0,7

П р и м е ч а н и е. Данные для верхнего и нижнего комплектов валков шестивалковой клети. Нагрузка — не менее

10 000 об. (N = 10 -10 циклов).

Верхний Ролик 60

Опорный валок 70

Рабочий валок 75-80

Никний Рабочий валок 75-80

Опорный валок 65 L цикл.- Теневой

2S00 об. след, т.к. идет приработка шероховатости

Отпечатка ролика нет, но наблюдается теневой след за счет приработки шероховатостей с 8 до 10 класса

Износ равномерный, не более 0,02 мм

Отпечатка по пластической деформации нет

Теневой. след отсутствует

Режим обкатки нереализуем, ограничен конструктивными особенностями клети

Фиа 2

1435341. бИ у Нимбе;еМ мчщеввМ

Составитель В.Зисельман

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор В.Петраш

Тираж 467 Подписное акаэ 6637

ЭНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4