способ эксплуатации рабочего валка
Классы МПК: | B21B28/02 поддерживание валков в рабочем состоянии, например ремонт |
Автор(ы): | Степаненко Владислав Владимирович (RU), Ламухин Андрей Михайлович (RU), Евтух Сергей Леонидович (RU), Зыков Павел Алексеевич (RU), Пименова Татьяна Валерьевна (RU), Трайно Александр Иванович (RU), Тяпаев Олег Вячеславович (RU), Казюкевич Игорь Леонидович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Северсталь" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-11-05 публикация патента:
20.06.2006 |
Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к эксплуатации рабочих валков, и может быть использовано на непрерывных многоклетевых станах холодной прокатки листовой стали. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении стойкости валка. В способе эксплуатации рабочего валка непрерывного стана, включающем чередование его завалок в клети с перешлифовками и перестановками по клетям с контролем состояния поверхности бочки валка, в соответствии с изобретением, контроль состояния поверхности бочки осуществляют путем измерения коэрцитивной силы бочки перед завалкой в клеть. Перестановку валка по клетям производят при повышении коэрцитивной силы на 1-2 А/см от значения коэрцитивной силы перед установкой в клеть. Изобретение обеспечивает возможность наиболее полного использования ресурса валков. 1 табл.
Формула изобретения
Способ эксплуатации рабочего валка, включающий чередование его завалок в клети с перешлифовками и перестановку по клетям с контролем состояния поверхности бочки, отличающийся тем, что контроль состояния поверхности бочки осуществляют путем измерения коэрцитивной силы бочки перед завалкой в клеть, при этом перестановку валка по клетям производят при повышении коэрцитивной силы на 1-2 А/см от значения коэрцитивной силы перед установкой в клеть.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к эксплуатации рабочих валков, и может быть использовано на непрерывных многоклетевых станах холодной прокатки листовой стали.
Известен способ эксплуатации рабочего валка непрерывного стана кварто-холодной прокатки полос. Способ включает чередование работы валка в клети с перешлифовками. Состояние валка контролируют по твердости бочки. По мере снижения диаметра и твердости бочки (вследствие износа и перешлифовок) валок переставляют по клетям, начиная с последней, против хода прокатки [1].
Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает высокой стойкости рабочего валка.
Известен также способ эксплуатации валка, включающий его работу в клети, определение величины износа и перешлифовку бочки после каждой вывалки из клети, причем съем при перешлифовке составляет 1,7÷2,2 максимальной величины износа. По мере уменьшения диаметра и твердости бочки валок переставляют против направления прокатки из чистовых клетей в черновые [2].
Указанный способ также не обеспечивает высокую стойкость валка.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации рабочего валка непрерывного стана кварто-холодной прокатки полос, включающий чередование его завалок в клети с перешлифовками и перестановками по клетям, начиная с последней, против хода прокатки по мере снижения диаметра. Состояние поверхности бочки контролируют по изменению ее твердости. Перестановку в другую клеть производят при снижении твердости бочки на 1÷2 ед. HSD по следующему маршруту: клеть 4 - клеть 1 - клеть 3 - клеть 2 [3].
Недостаток известного способа состоит в том, что контроль состояния бочки по твердости не позволяет оценить степень усталости рабочего слоя, которая приводит к выкрошкам и отслоениям. Помимо этого, значения твердости распределены по длине бочки неравномерно, что снижает достоверность оценки состояния валка и необходимость перевода его в менее нагруженную клеть. В результате валки имеют низкую стойкость.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении стойкости валка.
Технический результат достигается тем, что в известном способе эксплуатации рабочего валка непрерывного стана, включающем чередование его завалок в клети с перешлифовками и перестановками по клетям с контролем состояния поверхности бочки валка, согласно предложению, контроль состояния поверхности бочки осуществляют путем измерения коэрцитивной силы бочки перед завалкой в клеть, при этом перестановку валка по клетям производят при повышении коэрцитивной силы на 1÷2 А/см от значения коэрцитивной силы перед установкой в клеть.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Исследования показали, что существует зависимость между коэрцитивной силой и накопленными усталостными напряжениями в рабочем слое валка. В процессе эксплуатации усталостные напряжения и коэрцитивная сила валка непрерывно возрастают, и при достижении критического значения происходит разрушение рабочего слоя валка или даже его поломка. Контроль состояния бочки валка по величине коэрцитивной силы позволяет определить момент наступления критических усталостных напряжений и перевести валок в менее нагруженную клеть. В процессе работы в менее нагруженной клети снижается вероятность разрушения бочки, и по мере перешлифовок происходит постепенное удаление слоя валка с накопленными усталостными явлениями.
Экспериментально установлено, что перестановку валков по клетям необходимо проводить при величине коэрцитивной силы, превышающей исходную на 1÷2 А/см.
Качество холоднокатаной полосы формируется в последней клети стана, скорость деформации здесь наибольшая, а металл, поступающий в клеть, имеет высокую прочность из-за наклепа в предыдущих клетях, новый валок начинают эксплуатировать в последней клети стана. По мере эксплуатации и накопления усталостных напряжений коэрцитивная сила бочки валка увеличивается. Если валок продолжать эксплуатировать в той же клети после увеличения коэрцитивной силы на 1÷2 А/см, его поверхность начнет разрушаться, стойкость валка и качество холоднокатаной полосы снизятся. Поэтому валок переводят в первую клеть непрерывного стана. Первая клеть стана работает на низкой скорости, валки в ней обжимают толстый ненаклепанный металл.
После увеличения усталостных напряжений и коэрцитивной силы на 1÷2 А/см валок из первой клети переводят в предпоследнюю клеть непрерывного стана. Обрывы полосы перед предпоследней клетью вызывают повреждения бочки валка типа «навар» и «порез», но т.к. твердость бочки уменьшена, глубина проникновения повреждения и толщина слоя, снимаемого при перешлифовке, также уменьшаются. Это увеличивает стойкость валка.
В дальнейшем при увеличении коэрцитивной силы на 1÷2 А/см валок переставляют против хода прокатки в менее нагруженные клети. Обрывы полосы в стане не приводят к глубокому повреждению валков, что позволяет полностью использовать ресурс валка и обеспечить повышение его стойкости.
Экспериментально установлено, что если перестановку производить при увеличении коэрцитивной силы менее чем 1 А/см, то не достигается полного использования ресурса валка, возникает необходимость увеличения парка валков для работы в последних клетях стана. В случае, если перестановку производить при увеличении коэрцитивной силы более чем на 2 А/см, не исключено разрушение поверхности бочки при прокатке. Стойкость валка снижается.
Примеры реализации способа
Пару новых рабочих валков с диаметром 602 мм с коэрцитивной силой 20 А/см заваливают в последнюю 5-ю клеть непрерывного пятиклетевого стана кварто 1700 холодной прокатки и производят прокатку стальных полос толщиной 0,35÷0,65 мм с периодическими перешлифовками и измерениями коэрцитивной силы. После 8 перешлифовок диаметр бочки валка составляет 600,4 мм, при этом коэрцитивная сила увеличилась на 1,5 А/см и составила 21,5 А/см.
Теперь валки переставляют против направления прокатки в 1-ю клеть стана и продолжают эксплуатировать. После 12 перешлифовок диаметр бочки валков составляет 598 мм, а коэрцитивная сила увеличилась до 23 А/см. Поскольку коэрцитивная сила увеличилась на 1,5 А/см, валки из 1-й клети переводят для работы в предпоследнюю 4-ю клеть стана. В процессе эксплуатации в 4-й клети после 10 перешлифовок диаметр бочки валков составляет 596 мм, а коэрцитивная сила 24,5 А/см. Увеличение коэрцитивной силы на 1,5 А/см указывает на необходимость перевода валков из 4-й клети в 3-ю. В 3-й клети после 15 перешлифовок диаметр бочки валков составляет 586 мм, коэрцитивная сила 26,0 А/см, т.е. коэрцитивная сила увеличилась еще на 1,5 А/см. Валки переведены во 2-ю клеть. Во 2-й клети валки используют до полной выработки активного слоя за счет износа, повреждений и перешлифовок. При таком регламенте эксплуатации удельный расход валков составляет 1,30 кг на тонну проката.
Варианты реализации предложенного и известного способов эксплуатации валка представлены в таблице 1.
Таблица 1. | ||
№ п/п | Увеличение коэрцитивной силы перед перестановкой, А/см | Удельный расход валков, кг/т |
1 | 0,5 | 1,65 |
2 | 1,0 | 1,45 |
3 | 1,5 | 1,30 |
4 | 2,0 | 1,47 |
5 | 2,5 | 1,60 |
6 | не. регл | 1,55 |
(прототип) |
Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) стойкость валков возрастает. В случаях запредельного значения заявленного параметра (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (вариант 6) стойкость валков снижается, о чем свидетельствует увеличение удельного расхода валков.
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что когда перестановку производят при увеличении коэрцитивной силы на 1÷2 А/см, достигается наиболее полное использование ресурса валка, исключается разрушение поверхности бочки в клети.
За базовый объект принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение уровня рентабельности производства холоднокатаной листовой стали на 3÷4%.
Источники информации
1. Полухин П.И. и др. Тонколистовая прокатка и служба валков. - М.: Металлургия, 1967, с.284 и 285.
2. Авторское свидетельство СССР №1342549, МПК В 21 В 28/02, 1987.
3. Патент РФ №2124956, МПК 6 В 21 В 28/02, 1998.
Класс B21B28/02 поддерживание валков в рабочем состоянии, например ремонт