Комплекты рабочих валков чистовой группы листового стана кварто и способ подготовки и эксплуатации комплектов рабочих валков чистовой группы листового стана кварто в течение кампании

Комплекты рабочих валков чистовой группы листового стана кварто и способ подготовки и эксплуатации комплектов рабочих валков чистовой группы листового стана кварто в течение кампании

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к получению полос и листов на широкополосных и толстолистовых станах. Цель изобретения - повышение ресурса комплектов путем выравнивания продолжительности эксплуатации рифленого и гладкого валков в комплекте. Чистовая группа состоит из пяти клетей кварто, в которой в последней клети установлены рабочие валки с гладкими бочками , а в предшествующих ей клетях каждый комплект состоит из валка с рифленой бочкой и валка с гладкой бочкой, при этом на рифленых валках имеется регулярная шероховатость . По клетям рифленый и гладкие валки заваливаются с чередованием относительно линии прокатки. Например, по ходу прокатки по клетям: верхний рифленый - нижний гладкий, верхний гладкий - нижний рифленый, верхний рифленый - нижний гладкий и так далее. Изобретением регламентируется высота выступов рифлений, регламентируется твердость гладкой бочки относительно смежного рифленого валка (должна превышать в 1,15-1,20 раза), высота выступов рифления, величина шероховатости (ее параметр связан с высотой выступов ), а также лимитируется высота выступов рифления в комплектах по ходу прокатки, разность которых должна составлять 0,00029-0,00058 диаметра валка. При эксплуатации комплектов рабочих валков в течение кампании устанавливается предел использования рифленых валков по шероховатости поверхности до величины , при этом при каждой перешлифовке валков с рифлеными бочками съем металла составляет 0,3-0,4 высоты выступов. При каждой последующей завалке перешлифованные комплекты последовательно передают по всем клетям группы, кроме чистовой, в направлении прокатки. Использование предложения позволяет повысить наработку за установку комплектов для чистовой группы станка 1700 горячей прокатки с 228 до 285- 331 т, т.е. в 1,25-1,45 раза, повысить ресурс валков с 1,4-1,7 раза, расход валков вместо 0,00142 т/т составляет до 0,00092-0,00112 т/т. 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл. (Л с о XI 00 XI ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1678473 А1 (я)ю В 21 В 27/02, 28/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1:- ---- -"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769307/02 (22) 13.12.89 (46) 23.09.91, Бюл. М 35 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) В,П.Приходько, Е.Н.Вишнякова, В.М.Пефтиев, Г.И.Налча, Б.Е,Дубинский, В.B.Êëèìàí÷óê и В.M.Ùåðáàê (53) 621.771.023(088.8}

f56) Авторское свидетельство СССР

М 869871, кл. В 21 В 1/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

hL 1342549, кл. В 21 В 28/02; 1986. (54) КОМПЛЕКТЫ РАБОЧИХ ВАЛКОВ ЧИСТОВОЙ ГРУППЫ ЛИСТОВОГО СТАНА

КВАРТО И СПОСОБ ПОДГОТОВКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМПЛЕКТОВ РАБОЧИХ

ВАЛКОВ ЧИСТОВОЙ ГРУППЫ ЛИСТОВОГО СТАНА КВАРТО В ТЕЧЕНИЕ КАМПАНИИ (57) Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к получению полос и листов на широкополосных и толстолистовых станах. Цель изобретения — . повышение ресурса комплектов путем выравнивания продолжительности эксплуатации рифленого и гладкого валков в комплекте. Чистовая группа состоит из пяти клетей кварто, в которой в последней клети установлены рабочие валки с гладкими бочками, а в предшествующих ей клетях каждый комплект состоит из валка с рифленой бочкой и валка с гладкой бочкой, при этом на рифленых валках имеется регулярная шеИзобретение относится к прокатному производству, а именно к области получероховатость. По клетям рифленый и гладкие валки заваливаются с чередованием относительно линии прокатки. Например, по ходу прокатки по клетям: верхний рифленый— нижний гладкий, верхний гладкий — нижний рифленый, верхний рифленый — нижний гладкий и тэк далее. Изобретением регламентируется высота выступов рифлений, регламентируется твердость гладкой бочки относительно смежного рифленого валка (должна превышать в 1,15-1,20 раза), высота выступов рифления, величина шероховатости (ее параметр связан с высотой выступов), а также лимитируется высота выступов рифления в комплектах по ходу прокатки, разность которых должна составлять

0,00029-0,00058 диаметра валка. При эксплуатации комплектов рабочих валков в течение кампании устанавливается предел использования рифленых валков по шероховатости поверхности до величины Я,=80, при этом при каждой перешлифовке валков с рифлеными бочками съем металла составляет 0,3-0,4 высоты выступов, При каждой последующей завэлке перешлифованные комплекты последовательно передают по всем клетям группы, кроме чистовой, в направлении прокатки, Использование предложения позволяет повысить наработку за установку комплектов для чистовой группы станка 1700 горячей прокатки с 228 до 285331 т, т.е. в 1,25-1,45 раза, повысить ресурс валков с 1,4-1,7 раза, расход валков вместо

0,00142 т/т составляетдо 0,00092-0,00112 т/т.

2 с,п. ф-лы, 4 ил., 3 табл. ния полос и листов на широкополосных и тол стол истовых станах.

1678473

Цель изобретения — повышение ресурса комплектов путем выравнивания продолжительности эксплуатации рифленого и гладкого валков в комплекте.

На фиг.1 изображена схема комплекта рабочих валков чистовой группы листового стана кварто; на фиг.2 — рифленый валок комплекта; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 — маршрут движения комплектов валков по клетям чистовой группы.

В комплектах рабочих валков чистовой группы листового стана кварто, состоящих из валковой пары с гладкими бочками для чистовой клети и валковых пар для предчистовых клетей, в которых один из валков имеет на бочке рифления в виде выступов и впадин, а в предшествующей и последующей за ней парами валки с гладкими бочками, установленные относительно линии прокатки по одну сторону с указанным рифлением с чередованием этой последовательности расположения валков с гладкими и рифлеными бочками во всех смежных предчистовых клетях при уменьшении высоты рифлений в направлении к чистовой клети, каждый комплект для предчистовых клетей состоит из валков с рифленой и гладкой бочками, при этом в одном комплекте твердость гладкой бочки в 1,15-1,20 раза превышает твердости бочки с рифлениями, а поверхности выступов и впадин рифленых бочек выполнены шероховатыми с шероховатостью равной 0,10-0,017 высоты выступов, причем высота выступов составляет

0,0011-0,0018 диаметра валка, а разность высот выступов рифлений на бочках от одного комплекта к другому равна 0,000290,00058 диаметра валка.

Согласно способу подготовки и эксплуатации комплектов рабочих валков чистовой группы листового стана кварто к работе в течение кампании, включающему группировку валков с рифленой и гладкой бочками в комплекты для предчистовых клетей и валков с гладкими бочками для чистовой, профилирование бочек валков, завалку комплектов валков по клетям, многократную эксплуатацию в процессе кампании, перешлифовку бочек валков после каждой очередной вывалки и последующую завалку с передачей восстановленных комплектов из клети в клеть, в котором эксплуатацию валков с рифлеными бочками до очередной вывалки продолжают до достижения величины шероховатости по впадинам равной Rz=80, а при каждой перешлифовке рифленых бочек съем металла составляет 0,3-0,4 высоты выступов, причем при каждой последующей завалке перешлифованные комплекты последовательно передают по предчистовым клетям в направлении чистовой.

В клетях чистовой группы установлены

5 валковые комплекты кварто из опорных 1 и рабочих 2 и 3 валков.

Рабочие валки 2 для чистовой клети 4 выполнены с гладкими (Г") бочками, а для предчистовых клетей 5-8 каждый комплект

10 рабочих валков состоит из валка 2 с гладкой ("Г") бочкой и валка 3 с рифленой ("Р") бочкой, имеющей выступы 9 и впадины 10, на поверхности которых нанесена шероховатость 11.

15 В комплектах рабочих валков для предчистовых клетей 5-8 валки 3 с рифленой бочкой установлены с чередованием места расположения относительно линии 12 прокатки так, что в предшествующей и последующей за ним валковыми парами валки 2 с гладкими бочками расположены с валком 3 по одну сторону линии 12 прокатки.

Комплекты рабочих валков для предчистовых клетей 5-8 выполняют так, чтобы

25 твердость гладкой бочки превышала в 1,151,20 раза твердость смежного с ней рифленого валка, Такое выполнение бочек можно достигнуть путем использования различных материалов, так и одного материала, но разной твердости, при этом разновидность рифления бочки не является доминирующей и может быть ромбической, овальной, чечевичной либо иной другой.

В процессе подготовки валков подбирают их в комплект по величине твердости и диаметру и составляют из пары рабочих валков комплект клети. Затем осуществляют подготовку рабочей поверхности бочек. На гладких бочках наносят профилировку: вы40 пуклую, цилиндрическую или вогнутую в зависимости от режимов нагружения валков в клети и сортамента металлопродукции, на валках, предназначенных для нанесения рифов на их поверхности, наносят.рифления.

Гладкие и рифленые бочки шлифуют, создавая на их поверхности шероховатость шестого класса, т.е. Ra=1,25-1,6 в соответствии с требованиями технологической инструкции. Комплекты валков клети, состоящие из

50 одного рифленого и одного гладкого, заваливают в клети. При этом в смежных клетях рифленые валки 3 установлены в разных горизонтах (вверху и внизу) относительно линии прокатки. В процессе эксплуатации

55 еапК0а длительность кампании ограничивают достижением их предельного состояния, характеризующегося величиной шероховатости 11 поверхности В =80.

В процессе ремонта валки 2 с гладкими бочками восстанавливают по принятой тех1678473 нологии, а рифленые валки 3 перешлифовывают, снимая слой металла, равный 0,3-0,4 высоты выступа 9. Затем формируют выступы заданной глубинЫ, осуществляют шлифовку поверхности с исходной шероховатостью Ra=1.25-26 и группируют комплекты валков для клетей. При этом в каждой последующей завалке восстановленные комплекты валков последовательно передают из клети в клеть в направлении к чистовой клети и изменяют положение рифленого валка 3 в комплекте. В частности, маршрут движения комплектов следующий, 8-: 7-6->5 клети (фиг.4), а место положение рифленого валка 3 в комплекте соответственно по указанным клетям

Н - P - Н - В (где Н вЂ” нижнее, а  — верхнее положение валка в комплекте). После эксплуатации валков в клети 5 их снова передают в клеть 8, после чего маршрут снова повторяют до полного расхода их ресурса.

В результате теоретических и экспериментальных исследований на основе физического моделирования процесса разрушения валков установлены граничные диапазоны изменения параметров комплекта валков (табл.1) и способа его подготовки и эксплуатации (табл.2).

В табл.1 и 2 приведены данные надежности рабочих валков на основании моделирования механизма их разрушения в зависимости от шероховатости, соотношения твердостей и глубины рифлений, сьема металла при перешлифовке, в том числе и при значениях, выходящих за указанный диапазон. В то же время в предлагаемом диапазоне надежность валков используется полностью, т.е, на 100 . На основании данных физического моделирования и установлены граничные диапазоны изменения параметров.

Граничное условие соотношения твердостей гладкого и рифленого валков в комплекте установлено на основании реализации их равнопрочности. При этом

- нижний предел соотношения (1,15) установлен из условия предотвращения разрушения поверхности рифленого валка, а верхний предел (1,20) ограничен снижением износостойкости поверхности рифленого валка относительно гладкого. Следовательно, выход за нижний предел приводит к прогрессирующему снижению прочности рифленого валка относительно гладкого, а выход.за верхний предел — к снижению износостойкости рифленого валка в комплекте относительно гладкого валка.

Нижний предел высоты выступов рифления (0,0011 диаметра валка) установлен изусловия обеспечения управляемости про5

55 цессом прокатки, т.е. устойчивости раската в валках при условии уменьшения глубины рифления от клети к клети. Выход же за этот предел приводит к снижению эффективности процесса прокатки — потере устойчивости раската и возникновению его коробоватости.

Верхний предел высоты выступов (0,0018) ограничен прогрессирующим развитием процесса скалывания выступов рифления при их контакте с опорным валком при его превышении, Шероховатость поверхности рифления установлена условиями очистки поверхности горячего раската от окалины. При этом нижний предел (0,017 высоты выступа) ограничен разрешающей способностью процесса отслаивания окалины от поверхности раската. Выход за этот предел приводит к снижению эффективности процесса, т.е. наличию окалины на раскате.

Верхний же предел (0,10) ограничен протеканием процесса отслаивания окалины от металла раската, превышение которого прогрессирующе замедляет его протекание и приводит к повышенному расходу гладких валков в последующих комплектах (клетях).

Граничные условия последовательного уменьшения высоты выступов рифления от комплекта к комплекту в направлении к чистовой клети установлены нэ основании прорабатываемости материала раската при температурно-деформационных и скоростных режимах нагружения валков и обеспечения при этом требований к поверхности листовой горячекатаной стали в чистовой клети.

Поэтому выход за верхний предел (0,00058 диаметра валка) прогрессирующе исключает возможность получения в чистовой клети требований к качеству поверхности, оставляя на его поверхности следы рифлений, B то же время выход за нижний предел (0,00029) приводит к уменьшению прорабатываемости материала и снижению стабильности прокатки по устойчивости раската в клети.

Граничное условие, определяющее величину допустимой шероховатости в процессе кампании валков, установлено на основании данных микрофрактографических исследований развития механизма разрушения рабочего слоя валков. Установлено, что величина шероховатости К,=80 является предельной, превышение которой приводит к прогрессирующему развитию трещин большой глубины, и к сколам выступов рифления и необоснованному увеличению расхода рабочего слоя вследствие

1678473 повышенных сьемов металла в процессе перешлифовок валков. Уменьшение допустимой шероховатости приводит к занижению длительности кампании, т.е, уменьшению технологической надежности и, как следст- 5 вие, уменьшению производительности стана.

Граничные условия сьемов металла при перешлифовке валков установлены во взаимосвязи с развитием механизма трещино- 10 образования в процессе кампании. Поэтому нижний предел (0,3 высоты выступа) огранич,:,н гарантированной величиной съема ме:"8лла, при.которой с поверхности валков

-:= водятся трещины, а остаточная их вели- 15 чина не оказывает влияния на изменение длительности кампании.

Верхний предел (0,4) ограничен прогрессирующим перерасходом рабочего слоя при дальнейшем его увеличении, 20

Последовательная передача валков из клети в клеть и изменение положения рифленого валка в комплекте определяет оптимальные режимы подготовки, и эксплуатации валков, минимизирующие 25 расход рабочего слоя валков. При этом возврат валков в исходную клеть после их эксплуатаци@ в предпоследней клети выэвайо организацией профилактических сьемов, предупреждающих непрогнозируемое раз- 30 вигие трещин при уменьшении сьемов металла при движении валков к чистовой клети.

Пример. Приведены средние значения параметров предлагаемого комплекта 3рабочих валков применительно к чистовой группе клетей стана 1700 горячей прокатки.

Комплект валков чистовой группы состоит из комплектов валков пяти клетей. Диаметр рабочих валков 680 мм. Валки чистовой кле- 40 ти гладкие, материал ЛПХНД-71. Расголожение гладких и рифленых валков в комплекте клетей, предшествующих чистовой, в соответствии с фиг.1 и 2, Вид рифлений — ромб, длина стороны ромба 20 мм, -45 расстояние между двумя смежными ромбами 5 мм. Материал рифленых валков 5-8 клетей ЛПХНд-63, а гладких ЛПХНд-74, т.е. твердость последних в 1,175 выше. Высота выступов рифления составляет 0,986 мм. 50

Уменьшение высоты выступов рифления по. клетям 0,295 мм. Следовательно, высота выступов рифления по клетям 5 0,986; 0,691;

0,396 и 0,101 мм соответственно, гладкие валки 4. Шероховатость поверхности риф- 55 леных валков соответственно по клетям

0,057; 0,04; 0,023 и 0,0059 мм.

В процессе эксплуатации комплекта длительность кампании ограничивают величиной шероховатости равной R = 80. Для ° этой цели периодически диагностируют состояние валков, измеряя их шероховатость, После достижения указанной величины шероховатости производят вывалку валков из клети и осуществляют перешлифовку бочек.

Валки с гладкими бочками восстанавливают по традиционной технологии, а для рифленых валков устанавливают величину съема, равную 0,35 высоты выступа. Тогда величина съема металла с валков по клетям 8-5 стана составляет 0,345; 0,242; 0,138 и

0,035 мм соответственно. После восстановления валков их комплектуют и осуществляют последующую эавалку в клети, но при этом .комплекты валков последовательно передают по маршруту 8 -+7- 6 5, а затем снова возвращают в клеть 8, т.е, в первую клеть маршрута и совершают указанную последовательность до полного исчерпания их ресурса, В процессе данного маршрута изменяют местоположение рифленного валка в комплекте по схеме

Н-  — Н- Витд, Для испытаний отлиты валки из материала, состав которых соответствует валкам исполнения ЛПХНд-63. Глубина отбела на опытных валках составляет 10-12 мм, что равнозначно глубине рабочего слоя. Масса каждого валка 50 кг. Испытания проводят в условиях, приближенных к серийному производству проката по удельному давлению на валок, скорости, температуре прокатки, сортаменту, режиму охлаждения валков.

Проверке подвергают опытные валки, занимающие одинаковое положение в клети. Наработку на завалку ограничивают 200 кг проката в чистовой клети.

После снятия из клети валки охлаждают на воздухе. Перешлифовку всех валков производят на постоянном режиме по предлагаемому способу и известному.

Температура окружающей среды положительная.

Результаты испытаний представлены в табл.3.

По данным опытно-промышленного опробования предлагаемое техническое решение позволяет повысить долговечность, так как наработка за установку увеличилась в 1,25-1,45 раза с 228 до 285-331 т; повышает ресурс рабочих валков в 1,4-1,7 раза с 3876 до 5415-5670 т и, как следствие, снижает расход валков с 0,00142 до

О;00092-0,00112 т/т.

Формула изобретения

1. Комплекты рабочих валков чистовой группы листового стана кварто, состоящие иэ валковой пары с гладкими бочками для

1678473

Таблица 1

Соотношение твердости гладкого и рифленого валков в комплекте:

1,12

1,0

1,0

1,0

1,12

1, 14

1,15

1,175

1,20

1,21

Высота выступов (доля от диаметра валков):

1,Oa

1,0

1,0

1,0

1,О7

О,OO1O

0,ОО»

0 > 00145

0,0018

0,0019

Шероховатость рифленой поверхности:

1,05

1,0

1,0

1,0

1,06

0,016

0,017

О, 0585

0, 10

О,»

Уменьшение высоты выступов от диаметра валков:

1,08

1,0

1,0

1,0

1,»

0,00028

0,00029

0,000435

0,00058

0,00059 чистовой клети и валковых пар для предчистовых клетей, в которых один из валов имеет на бочке рифления в виде выступов и впадин, а в предшествующей и последую. щей эа ней парах — валки с гладкими бочками, установленными относительно линии прокатки по одну сторону с указанным рифлением с чередованием этой последовательности расположения валков с гладкими и рифлеными бочками во всех смежных предчистовых клетях при уменьшении высоты рифлений в направлении к чистовой клети, отл ича ющиес я тем, что, с целью повышения ресурса комплектов путем выравнивания подолжительности эксплуатации рифленого и гладкого валков в комплекте, каждый комплект для предчистовых клетей выполнен из рифленого v. гладкого валков, при этом в одном комплекте твердость гладкого валка в 1,15-1,20 раза превышает твердость рифленого, а поверхности выступов и впадин рифления выполнены с шероховатостью, равной 0,10-0,017 высоты выступов, причем высота выступов составляет 0,0011-0,0018 диаметра валка, а разность по высоте Выступов рифлений на бочках от одного комплекта к другому составляет 0,00029-0,00058 диаметра валка.

2. Способ подготовки и эксплуатации комплектов рабочих валков чистовой груп5 пы листового стана кварто в течение кампании, включающий группировку валков с рифленой и гладкой поверхностями в комплекты для предчистовых клетей и валков с гладкой поверхностью для чистовой, профи10 лирование бочек валков, завалку комплектов валков по клетям, многократную эксплуатацию в процессе кампании, перешлифовку бочек валков после каждой оче-. редной вывалки и последующую завалку с

15 передачей восстановленных комплектов из клети в клеть, отличающийся тем, что эксплуатацию рифленых валков между перешлифовками продолжают до достижения величины шероховатости по впадинам, рав20 ной Rz=80, а при каждой их перешлифовке съем металла осуществляют на 0,3-0,4 высоты выступов, причем при каждой последующей завалке перешлифованные комплекты последовательно передают по предчисто25 вым клетям в направлении чистовой и изменяют положение рифленого валка в комплекте.

1678473

1,0

0,9

1,1

1,0

1 1

1,15

0,2

0,3

0>35

0,4

0,5

1,18

1,0

1,0

1,0

1,21

0,25

0,24

О,21

0,28

234

238

228

232

230

0,32

226

0,34

220

0,33

228

232

0,39

0,42

224

0,40

239

225

0,44

0,49

206

0,51

0,49

0 53

0,54

0>58

0,58

0,5Я

0 60

228

241

220. °

225

0,72

0i 72

0,74

0,75

Шероховатость рифленой понерхности .

Съем металла рабочего слоя от высоты выступов:

0>22 0,36

0,20 0,38

0,27 0,38

0>30 0,44

О>29 0 > 46

0>35 0>49

0 39 0,53

0,42 0,55

0,41 0,55

0,45 0,59

0,49 0,64

Q,52 0,69

0,58 0>70

0,56 0,14

0>56 0>72

0,60 0,74

0,62 0,75

О, 00087

О, 00090

0,00094

О,ОО1О7

0,00113

О, 00122

0,00136

О, 00136

О, 00134

О, 00148

О, 00158

0,00173

0,00192

О,00183

О, 00168

О, 00188

0,00189

0,38

0,38 О, 36

0,40

0,46

0,44

0,46

0 53

0,59

0,59

0,60

0,63

0,67

0,69

0 67

О,72

1678473

0,36

0,38

О,4О

0,44

288

0i20

0,00063

0,00062

0,00062

0,00067

340

347

305

0,24

0,24

0,29

330

287

335

285

0,46

0,46

290

О 00081 Оу31

321

283

0,32

0,37

330

0,00075

0,00082

0,00088

0,00096

0,00097

318 (338

345

0,50

0 53

0,53

280

301

0 35

0i37

280

293

0 55

343

265

0,53

335

289

0,59

330

283

0,63

0,67

0,72

328

280

337

264

325

0,72 342

291

0,74

281, 320 ! 320

О, 00127

О, 00127

0,00134

0,00134

0,74

0,75

281

285

312

316

0,00101

О,ОО108

0,00115

О,ОО115

0,00116

0,00119

0,39

0,42

0,46

О,42

0,48 0 50

0,56

0,58

0,58

0,58

Продолжение табл.3

О,OOO71

О,ООО7О

0,$0079

О, 00087

0,00089

O,ООО92

О, 00101

О, 00099

О, 00}07

0,00106

0,00126

О, 001 15

О, 00125

0,00135

0,00154

0 00139

0,00148

0,00148

О, 00148

1678473

Составитель Ю.Лямов

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3165 Тираж 327 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101