способ подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети

Формула изобретения

Способ подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети, включающий их шлифование и формирование шероховатости поверхности бочки, отличающийся тем, что шероховатость поверхности бочки формируют совместным вращением в клети взаимно прижатых валков с погонным усилием прижатия 0,8 - 1,2 т/мм, при этом вращение ведут до достижения 3 - 510³ оборотов и с одновременной подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на станах холодной прокатки листовой стали.

Известен способ подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети, включающий их шлифование и нанесение на поверхность бочки микрорельефа посредством электролучевой или лазерной обработки [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что нанесенная шероховатость поверхности валков интенсивно изнашивается в процессе холодной прокатки. Это приводит к нестабильности шероховатости поверхности по длине полос и ухудшению их качества.

Известен также способ обработки прокатных валков, по которому шлифованную поверхность бочки подвергают насечке потоком дроби, причем насечку проводят в два этапа: вначале более крупной дробью, а затем мелкой, но при плотности потока, увеличенной с 200-300 кг/м² на первом этапе до 400-600 кг/м² на втором [2].

Данный способ обработки сложен в реализации, а также характеризуется неравномерным износом шероховатости поверхности валка, что приводит к ухудшению качества холоднокатаной листовой стали.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети, включающий их шлифование с помощью абразивных кругов и формирование шероховатости поверхности бочки. Формирование шероховатости поверхности бочки осуществляют соответствующей установкой режимов шлифования, а также дробеметной насечкой валков [3] - прототип.

Недостатки известного способа состоят в том, что шероховатая поверхность бочки валка после шлифования, а в особенности после дробеметной насечке интенсивно и неравномерно изнашивается в процессе холодной листовой прокатки. Это снижает стойкость валков и качество прокатываемой листовой стали.

Техническая задача состоит в повышении стойкости шероховатости поверхности валков и качества прокатываемой листовой стали.

Помимо этого достигается побочный эффект - исключение необходимости листового шлифования валков.

Технический результат достигается, тем что в известном способе подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети, включающем их шлифование шероховатости поверхности бочки, согласно предложению, шероховатости поверхности бочки формируют совместным вращением в клети взаимно прижатых валков с погонным усилием прижатия 0,8-1,2 т/мм, при этом вращение ведут до достижения 3-510³ оборотов и с одновременной подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются способами подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети. Оба также включают шлифование валков и формирование шероховатости поверхности бочки.

Отличия предложенного способа состоят в том, что шероховатость поверхности бочки формируют совместным вращением в клети прижатых валков, тогда как в известном шероховатость поверхности бочки формируют установкой режимов шлифования или последующей дробеметной насечкой. В предложенном способе валки вращают с погонным усилием прижатия 0,8-1,2 т/мм до достижения 3-510³ оборотов и с одновременной подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, что в известном способе нет.

Указанные отличительные признаки проявляют во всей совокупности новые свойства, не присущие им в известных совокупностях, состоящие в повышении стойкости шероховатости поверхности валков и качества прокатываемой листовой стали. Хотя тренировка валков путем совместного вращения взаимно прижатых рабочих и опорных валков в клети сама по себе известна (см. авт.св. СССР N 1340844, N 1251990, N 884754), но она применяется при иных режимах и не для повышения стойкости шероховатости поверхности валков и качества поверхности прокатываемой листовой стали. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенность отличий".

Сущность изобретения состоит в следующем. Износ шероховатости поверхности валка в процессе прокатки характеризуется обычно тремя периодами. В первый период, именуемый приработкой, скорость износа максимальна. После завершения приработки скорость износа замедляется. Этот рабочий период длится до наступления начала катастрофического износа и полного разрушения шероховатой поверхности. Поверхность бочки валка в результате шлифования, а тем более дробеметной насечки, поражена рисками, содержит остатки абразива и осколки дроби. В результате действия указанных факторов сразу после начала прокатки происходит значительное изменение шероховатости валка, что приводит к нестабильности качества поверхности по длине прокатываемых полос.

Совместное вращение в клети взаимно прижатых валков с погонным усилием прижатия 0,8-1,2 т/мм, до достижения 3-510³ оборотов и с одновременной подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости обеспечивает упругопластическую обработку шероховатого слоя. При этом завершается процесс приработки контактирующих поверхностей, происходит их упрочнение и выведение рисок-следов шлифования. Острые микронеровности шероховатой поверхности сглаживаются. Образованная после совместного вращения взаимно прижатых валков шероховатая поверхность имеет более высокую стойкость при прокатке, и поскольку период приработки полностью завершен, холоднокатанные полосы сохраняют стабильное качество поверхности в течение всего периода эксплуатации валка. Помимо этого, независимо от параметров шероховатости валка после шлифования, будь это 1-3 мкм Pa или 0,03-0,1 мкм Pa, в результате совместного вращения взаимно прижатых валков в клети по указанным режимам на их бочках формируется стабильная шероховатость с величиной 0,25-0,30 мкм Pa. В этом состоит побочный эффект изобретения: после чернового шлифования чистовое шлифование для уменьшения величины шероховатости можно исключить, поскольку шероховатость поверхности уменьшается до необходимой величины в результате совместного вращения прижатых валков. Подача смазочно-охлаждающей жидкости в процессе совместного вращения взаимно прижатых валков препятствует перегреву и разупрочнению поверхности слоя валка, способствует формированию изотропной шероховатости поверхности.

Экспериментально установлено, что если погонное усилие прижатия валков меньше 0,8 т/мм, то сформированная шероховатость поверхности валка имеет низкую стойкость. Увеличение усилия взаимного прижатия более 1,2 т/мм приводило к ускорению начала катастрофического разрушения шероховатой поверхности валка.

При числе оборотов взаимно прижатых валков менее 310³ эффект повышения стойкости шероховатости поверхности валков проявляется слабо, период приработки не успевает завершиться, снижается качество поверхности холоднокатаной листовой стали. Увеличение числа оборотов валка 510³ не приводит к повышению стойкости шероховатости поверхности валков, а удлиняет время обработки лишь и сокращает наработку валка до начала катастрофического разрушения шероховатого слоя.

Примеры реализации способа.

Рабочие валки из стали 9х2 МФ с длиной бочки 2030 мм и диаметром 600 мм подвергают черновому шлифованию, после которого шероховатость поверхности бочки составляет 2,5 мкм Pa. Затем рабочие валки заваливают в 4-ю клеть пятиклетьевого стана 2030 бесконечной холодной прокатки, приводят их во вращение с частотой 400 об/мин, включают к валкам смазочно-охлаждающей жидкости, в качестве которой используют 3%-ю эмульсию минерального масла в воде.

С помощью гидравлических нажимных устройств рабочие валки сжимают с усилием 2030 т, что соответствует погонному усилию сжатия P=1 т/мм. Взаимно прижатые валки вращают совместно в течение 10 мин до достижения числа оборотов 410³.

В процессе такой обработки происходит формирование шероховатости бочки валка с величиной 0,27 мкм Pa, устраняются концентраторы напряжений в виде рисок после шлифования, происходит упрочнение поверхности, завершается стадия повышенного износа, обусловленного приработкой.

По завершению формирования стабильной износостойкой шероховатости поверхности бочки рабочие валки разводят. Затем в стан заправляют стальную полосу и осуществляют ее холодную прокатку. За счет увеличения износостойкости шероховатости поверхности бочки рабочего валка продолжительность его налипания возрастает до 80 тыс.т прокатных полос, а отбраковка холоднокатаных листов по дефектам поверхности уменьшается до 0,5%.

Варианты реализации способа подготовки к эксплуатации валков листопрокатной клети и показатели их эффективности представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение стойкости шероховатости валка и качества прокатываемой листовой стали. В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) а также реализация способа-прототипа (вариант 6) стойкость шероховатости поверхности валка и качество прокатываемой листовой стали снижаются.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что формирование шероховатости поверхности бочки при совместном вращении в клети взаимно прижатых шлифовальных валков, при погонном усилии прижатия 0,8-1,2 т/мм, при числе оборотов 3-5 10³ и с одновременной подачей к валкам смазочно-охлаждающей жидкости обеспечивает повышение стойкости шероховатости валка в процессе холодной прокатки и, как следствие, повышение качества листовой стали. Вместе с этим достигается исключение необходимости чистового шлифования валка.

За базовый объект принят способ-прототип. Использование предложенного способа позволит повысить рентабельность производства холоднокатаной листовой стали на 10-12%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения.

1. Заявка Великобритании N2144666, МПК B 21 B 27/02, 1985 г.

2. Авт. св. СССР N1424890, МПК B 21 B 28/02, 1988 г.

3. Л. И. Боровик, А.И.Добронравов "Технология подготовки и эксплуатации валков тонколистовых станов" М. Металлургия, 1984 г. с.50-55-прототип.