опорный валок дрессировочного стана

Формула изобретения

Опорный валок дрессировочного стана, содержащий бочку с центральным цилиндрическим участком и сопрягающиеся с ним периферийные участки с коническими скосами и далее переходящими в цилиндрические концевые участки, отличающийся тем, что конические участки выполнены с конусностью от 1:500 до 1:100, а периферийные цилиндрические концевые участки составляют 0,18÷0,4 длины бочки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству и может быть применено на дрессировочных станах холодной прокатки.

При прокатке и дрессировке листового металла применяются многовалковые станы, имеющие опорные валки, которые контактируют с рабочими валками по рабочей их поверхности за исключением конусных участков опорных валков с уменьшением диаметра к торцам их бочек.

Недостатком такой конструкции является то, что микрогеометрия поверхностей рабочих валков, формирующая микрогеометрию поверхности листа, имеет низкую стойкость и требует частых замен рабочих валков по причине быстрого износа из-за больших удельных давлений в зонах контакта между опорными и рабочими валками. Кроме того, опорные валки выводятся из работы по причине выкрошки поверхности средней части по длине бочки.

Известен валковый узел, в котором крайние участки опорных валков выполнены с уменьшением диаметров валков к торцам по квадратичной параболе, а переходные участки рабочих валков от бочки к торцам выполнены с радиусом закругления 0,04-0,08 диаметра рабочего валка (1).

Недостатком данного устройства является то, что устраняется контакт между рабочими и опорными валками на приторцовых участках, т.е. на участках рабочих валков, не участвующих в обработке поверхностей листа. А контакт между поверхностями рабочих и опорных валков в средней части бочек сохраняется. Это приводит к снижению стойкости микрогеометрии поверхностей рабочих валков, призванных формировать регламентируемую микрогеометрию поверхности прокатываемого или дрессируемого листа. Так как твердость поверхностей бочек опорных валков существенно выше твердости поверхности обрабатываемого листа, а контактирующая площадь между валками меньше площади между поверхностью полосы листа и рабочим валком, то и выше контактные напряжения между поверхностями рабочих и опорных валков, выше и износ поверхности рабочих валков от контакта между валками, чем износ от обрабатываемого листа.

Известен опорный валок клети кварто, который содержит образующую бочку с цилиндрическим средним участком и три участка с коническими скосами, расположенными на рабочем участке поверхности опорного валка, при этом промежуточный конический скос выполнен с углом наклона к образующей бочки, меньшим в 1,2-3,0 раза угла наклона внутреннего конического скоса (2).

Данное устройство выравнивает износ бочек валков, однако контакт между опорными и рабочими валками и износ поверхности рабочих валков в средней части бочек, контактирующих с обрабатываемым листом, не устраняет.

Известен валковый комплект кварто, в котором опорный валок выполнен с вогнутостью и контакт между опорным и рабочим валками по длине средней части валков отсутствует при холостом ходе стана и смещается по длине бочек к центру при прокатке. Выпуклый рабочий валок устанавливают к вогнутому опорному валку (3). В режиме холостого хода стана контакт рабочего и опорного валков происходит по краям бочек с зазором в центре бочек. После задачи в валки полосы под действием усилия прокатки рабочий валок прогибается и заполняет выпуклостью зазор между рабочим и опорным валками, обуславливает большую величину межвалкового давления в средней части длины бочки опорного валка и вместе с этим преимущественный износ средней части длины его бочки.

По этому решению контакт между опорным и рабочим валками по средней части также способствует быстрому износу поверхности рабочего валка, искажению его микрогеометрии.

Известен опорный валок листопрокатной клети кварто, содержащий бочку с центральным цилиндрическим участком и сопрягающиеся с ним периферийные участки с коническими скосами, при этом периферийные участки валка выполнены с цилиндрическими частями, примыкающими к коническим скосам, длина которых составляет 0,13... 0,18 длины бочки валка, а глубина - 7,7· 10^-6... 1,67· 10^-4 диаметра бочки валка (4).

Данное решение наиболее близко по технической сущности к предлагаемому изобретению и принято за прототип.

Известное техническое решение предполагает две формы опорного валка - с выпуклостью и вогнутостью центральной части бочки. Оно также предполагает контакт между опорными и рабочими валками в средней части бочек рабочих валков, контактирующих с поверхностью обрабатываемого листа, и не исключает износ рабочих валков от их контакта с опорными валками, а делает его более равномерным по длине бочек.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение стойкости микрогеометрии полированной или насеченной поверхности рабочих валков, уменьшения количества перевалок рабочих валков дрессировочных станов, использование опорных валков, вышедших из строя.

Поставленная задача достигается за счет того, что предлагается опорный валок дрессировочного стана, содержащий бочку с центральным цилиндрическим участком и сопрягающиеся с ним периферийные участки с коническими скосами и далее переходящими в цилиндрические концевые участки, при этом конические участки выполнены с конусностью от 1:500 до 1:100, а периферийные цилиндрические участки составляют 0,18... 0,4 длины бочки.

На фиг.1 представлен опорный валок, на фиг.2 - опорный валок в контакте с рабочим валком.

Опорный валок содержит центральный цилиндрический участок 1, сопрягающиеся с ним периферийные участки с коническим скосами 2, далее переходящими в цилиндрические концевые участки 3.

Оптимальные величины конусности периферийных конических участков и периферийных цилиндрических участков определены опытным путем.

Конусные участки валков при отношении конусности меньше 1:500 при усилиях дрессировки не исключат контакта между рабочими и опорными валками в средней их части, а при конусности больше 1:100 на переходном участке от периферийных цилиндрических участков на конические возникают напряжения, достаточные для скалывания этих участков.

Длина цилиндрических периферийных участков опорных валков 0,18 длины бочек ограничена тем, что при усилиях дрессировки, обеспечивающих необходимые обжатия и меньших 0,18 участках, контактные напряжения между опорными и рабочими валками превысят допустимые, контактирующие поверхности начнут разрушаться.

Длина цилиндрических участков более 0,4 длины бочек валков нецелесообразна по конструктивным причинам.

Примером быстрого износа микрогеометрии поверхности рабочих валков может служить дрессировка листа из стали 12Х18Н10Т толщиной 3,0 мм на стане кварто 1700 с контактом между опорными и рабочими валками по действующей технологии, когда с целью снижения шероховатости холоднокатаного листа с травленой поверхностью (Ra=0,69... 0,71 мкм), в клеть устанавливали рабочие валки с полированной поверхностью (Ra=0,05 мкм).

В таблице 1 показана тенденция износа микрогеометрии поверхности рабочих валков, проявляющаяся в снижении класса чистоты и отделки поверхности листа.

Таблица 1
Масса дрессированного металла, тонн	Изменение шероховатости поверхности, Ra
	металла	рабочих валков
5	0,43... 0,45	0,05
10	0,56... 0,58	0,12
15	0,58... 0,60	0,14

Новый профиль опорного валка опробывали на дрессировочном стане кварто 1700 холодной прокатки. Диаметр опорного валка равен 1400 мм, рабочего - 250 мм.

Установка в клеть предлагаемых опорных валков, исключающих контакт между рабочими поверхностями рабочих валков с опорными, картина изменяется на противоположную. При шероховатости поверхности металла Rа=0,45... 0,65 мкм поверхность дрессированного металла имела Ra=0,45... 0,22 мкм. Изменение поверхности рабочих валков приведено в таблице 2.

Таблица 2
Масса дрессированного металла, тонн	Изменение шероховатости поверхности рабочих валков, Ra
80	0,20... 0,25
150	0,17... 0,21
500	0,10... 0,11

Использование предлагаемой конструкции опорного валка позволяет увеличить стойкость микрогеометрии полированной или насеченной поверхности рабочих валков, уменьшить количество перевалок рабочих валков дрессировочных станов и использовать опорные валки, вышедшие из строя по причине дефектов средней части бочек.

Принятая валковая система обеспечивает повышение усилия в клети дрессировочного стана до 3,5 мН и позволяет улучшить перенос микрогеометрии полированной или насеченной поверхности рабочих валков на поверхность листа, повышая тем самым его товарный вид.

Источники информации

1. Авторское свидетельство № 1405925, МКИ B 21 B27/02, пр. 25.09.86 г.

2. Авторское свидетельство № 1320957, МКИ B 21 B 27/02, пр. 14.01.85 г.

3. Авторское свидетельство № 1212640, МКИ B 21 B 27/02, пр. 25.05.84 г.

3. Авторское свидетельство № 1479152, МКИ B 21 B 27/02, пр. 08.06.87 г. - прототип.