способ подготовки и эксплуатации рабочих валков станов холодной прокатки

Формула изобретения

Способ подготовки и эксплуатации рабочих валков станов холодной прокатки, включающий предварительную шлифовку валков до заданной шероховатости поверхности, частичное погружение валков в водный раствор соли хрома, катодную обработку в нем поверхности валков при вращении, отличающийся тем, что вновь вводимые в эксплуатацию валки подвергают катодной обработке в течение 2,0-20 мин, причем после обработки в течение 2,0 мин выявляют визуально скрытые дефекты рабочей поверхности валков, при их обнаружении валки подвергают перешлифовке и устанавливают в предчистовые клети, при отсутствии дефектов валки подвергают дальнейшей обработке до получения требуемой шероховатости с последующей установкой в чистовую клеть, а при необходимости подготовки гладких бочек из числа бездефектных валков при первоначальной их катодной обработке в течение 2,0 мин валки без дефектов поверхности подвергают перешлифовке с эксплуатацией их, начиная с чистовой клети против хода прокатки, чередуя работу в клети с перешлифовками.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к прокатному производству, конкретнее к подготовке и эксплуатации рабочих валков, и может быть использован на станах холодной прокатки листовой стали.

Известен способ подготовки валков (Авт. св. СССР 1696024, кл. В 21 В 28/02, 1991), заключающийся в обнаружении (контроле) поверхностных трещин на рабочих валках магнитопорошковым методом путем нанесения эмульсии следующего состава, г/л: магнитный порошок 25; хромпик калиевый (КСrО) 4,0; эмульгатор 5,0; сода кальцинированная 10,0. Недостаток способа заключается в том, что дополнительная специальная операция контроля трудоемкая, низкопроизводительная, имеет ограниченную чувствительность к размерам выявляемых трещин.

Наиболее близким по технической сущности к решаемой задаче является способ подготовки валков (Патент РФ 2093284, кл. В 21 В 27/02, 1997, 20.10.97. Бюл. 28 (аналог)), заключающийся в шлифовке рабочей поверхности до заданной шероховатости и последующей анодной и катодной обработке в водном растворе солей хрома. Известный способ не peшает задачу контроля качества поверхности валков, конкретно - обнаружения дефектов рабочей поверхности валков и повышения их работоспособности. Одним из важнейших видов дефектов поверхности, которые не удается однозначно обнаружить как визуальными, так и техническими средствами, являются "пятна или линии сегрегации", располагающиеся по всему периметру бочки валков или локально в виде беспорядочно-вытянутых вдоль оси валков линий, "ликвидные пятна". Валки с указанными дефектами после их шлифовки и последующей насечки дробеструйным методом после завалки в чистовые клети приводят к образованию отпечатков на прокатываемых полосах. Причиной образования вышеуказанных дефектов валков являются неоднородность условий затвердевания металла валков при их изготовлении, неоднородности условий ковки. Как правило, при обнаружении такого дефекта в процессе эксплуатации валков в чистовых клетях по выявляемым отпечаткам на прокатанных полосах валки подлежат браковке и списанию.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, - выявление дефектов валков при их подготовке и повышение их работоспособности путем изменения регламента эксплуатации в клетях стана.

Поставленная техническая задача достигается тем, что вновь вводимые в эксплуатацию валки подвергают катодной обработке в водном растворе солей хрома в течение 2,0 - 20 мин, причем после обработки в течение 2,0 мин визуально выявляют скрытые дефекты рабочей поверхности валков и при их обнаружении валки подвергают перешлифовке и устанавливают в предчистовые клети, а при отсутствии дефектов валки подвергают дальнейшей обработке до получения требуемой шероховатости с последующей установкой в чистовую клеть, а при необходимости подготовки гладких бочек из числа бездефектных валков при первоначальной их катодной обработке в течение 2,0 мин валки без дефектов поверхности подвергают перешлифовке с последующей эксплуатацией их, начиная с чистовой клети против хода прокатки, чередуя работу в клети с перешлифовками.

Способ осуществляется следующим образом. Комплект новых рабочих валков после шлифовки до требуемой шероховатости устанавливают на установку электроразрядной обработки валков (ЭРУ), имеющей рабочую ванну с водным расвором солей хрома, выполняющим роль анода. Валки служат катодом. После подачи напряжения от источника постоянного тока (плюс - на анод, минус - на валки), вращающиеся валки погружают в водный раствор солей хрома на глубину, обеспечивающую величину плотности тока, достаточного для создания требуемой величины шероховатости, но не менее 40-60 А/дм - в зависимости от качества поверхности валков (степени загрязненности, наличия консерванта, ржавчины и т.д.).

После обработки в течение 2,0 мин электроразрядным способом валки поднимают над рабочей ванной для контроля на наличие скрытых дефектов (линий и пятен сегрегации, ликвидных пятен). При выявлении скрытых дефектов рабочей поверхности валков их подвергают перешлифовке и заваливают в предчистовую клеть с дальнейшим перемещением работы валков по клетям против направления прокатки. При отсутствии дефектов валки подвергают дальнейшей обработке в водном растворе солей хрома до получения требуемой шероховатости и дальнейшей эксплуатации в любой клети стана. При подготовке валков с гладкой бочкой после обработки в течение 2,0 мин их подвергают перешлифовке с дальнейшей эксплуатацией в любой из клетей стана.

Пример. Опробование способа проводилось на партии из 8 рабочих валков непрерывного 4-клетевого стана 1400 в листопрокатном цехе 5 ОАО НЛМК. Вновь вводимая в эксплуатацию пара валков из стали 2ХМФЩ диаметром 440 мм, длиной бочки 1400 мм после предварительной шлифовки на станке до шероховатости 0,47 мкм подвергалась катодно-анодной обработке в водном растворе солей хрома на электроразрядной установке (ЭРУ-1). Установка ЭРУ-1 промышленного образца, созданная на ОАО НЛМК для обработки прокатных валков станов холодной прокатки. При опробовании использовался водный раствор азотнокислого хрома концентрацией 35,5%. Первоначально валки предназначались для работы в 4-й клети стана с величиной шероховатости Ra=3,2 мкм. Из четырех пар валков, подготовленных по данному способу, на 3-х валках после обработки на ЭРУ-1 в течение 2,0 мин были выявлены линии сегрегации протяженностью 25-150 мм, беспорядочно расположенные по образующей валков с ориентацией вдоль оси валков.

Основная причина образования скрытых дефектов типа линий и пятен сегрегации, ликвидных петен и полос - неоднородность условий затвердевания, ковки, закалки при изготовлении валков. Это приводит к изменению содержания углерода в местах дефекта, по сравнению с основным металлом валков. Т.к. вoздействие электрических разрядов на рабочую поверхность валков связано с процессом локального микроплавления, при котором из микрованны удаляется в основном углерод, то после обработки поверхности в течение 2,0 мин изменяется тональный рисунок поверхности валков. На дефектных микроучастках количество удаленного углерода отличается от процесса микроплавления на основной части бочки валков, что делает существенно отличительными по цвету дефектные участки от остальной поверхности. Причем при дальнейшей обработке это отличие не только не исчезает, а выделяется еще более четче и сохраняется на готовых валках после обработки в течение 20 мин. Высокая плотность пиков данной шероховатости, достигающей 180-220 пиков на 1 см, способствует четкому выделению дефектных участков при любом освещении. После дробеструйной насечки валков указанные дефекты не обнаруживаются, т.к. при насечке валков происходит только механическое воздействие на поверхность, а по предлагаемому электрохимическое воздействие в сочетании с высокими скоростями процессов микроплавления и затвердения. Кроме того, при подготовке новых валков по данному способу повышается работоспособность валков при их дальнейшей эксплуатации, вследствие устранения, прерывания, создания искусственных барьеров на пути микротрещин на поверхности валков и предотвращает их развитие в процессе их эксплуатации, что исключает выкрошки, сколы по причине развития микротрещин.

Из 8 подготовленных валков по данному способу на двух выявлены линии сегрегации протяженностью от 6,0 до 120 мм с вытянутостью их вдоль оси валков. Эти валки были подвергнуты шлифовке до величины шероховатости 0,4 мкм и завалены в 3-ю клеть непрерывного 4-клетевого стана 1400 с последующим перемещением их работы в клетях 2, 1.

Применение предлагаемого способа подготовки и эксплуатации рабочих валков позволяет выявить скрытые дефекты валков в процессе их подготовки и установить возможности их дальнейшей эффективной эксплуатации, повысить работоспособность валков, снизить расход валков.