Способ эксплуатации рабочего валка

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.

 

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.

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.