СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВАЛКОВ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА
METHOD OF OPERATING SHEET-ROLLING MILL ROLLS

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано применительно к рабочим валкам листопрокатных и дрессировочных клетей с индивидуальным и групповым приводом валков.
Известен способ эксплуатации валков листопрокатного стана, включающий их шлифование с помощью абразивных кругов, дробеметную насечку поверхностей бочек и последующую работу пары валков в клети [1].
Недостаток известного способа состоит в том, что валки в паре в процессе шлифования необходимо подгонять по диаметру бочек. Это увеличивает расход валков.
а
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации валков листопрокатного стана, включающий шлифование бочек валков абразивным кругом, их последующую электроэрозионную насечку до получения заданного значения шероховатости R и работу валка в паре с другим валком в прокатной клети стана 1700 [2].
Недостаток известного способа состоит в следующем. Работающие в клети валки, образующие пару, получают различные повреждения (неравномерный износ, порезы, навары). Поэтому после шлифования до полного устранения повреждений валки приобретают различный диаметр бочек. Для того чтобы исключить неравномерную нагрузку в линии привода валков и загиб передних концов прокатываемых полос на выходе из клети, валок с большим диаметром после удаления повреждений дополнительно шлифуют, подгоняя его по диаметру к парному валку. Подгонка валков по диаметру приводит к увеличению расхода валков.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении расхода валков.
Для решения технической задачи в известном способе эксплуатации валков листопрокатного стана, включающем их шлифование, насечку поверхностей бочек и последующую работу пары валков в клети, согласно изобретению, валок с меньшим диаметром бочки насекают до шероховатости, превышающей шероховатость парного валка, при этом соотношение шероховатостей валков с меньшим и большим диаметрами поддерживают равным:
<mrow><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>м</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msub><mi>D</mi><mi>Б</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>D</mi><mi>М</mi></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>б</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>,</mo></mrow>
а
а
a
где R(м), R(б) - шероховатость бочки валков меньшего и большего диаметра, мкм R;
М
Б
D, D - диаметры бочек валков меньшего и большего диаметра, мм;
k=2÷4 - коэффициент пропорциональности.
Сущность изобретения состоит в следующем. Использование в клети валков с различным диаметром бочек приводит к неравномерной нагрузке на линию привода валков: момент прокатки на валке большего диаметра возрастает, а на валке меньшего диаметра снижается. Это недопустимо, так как отрицательно сказывается на условиях работы привода. Кроме того, изгиб передних концов полос на выходе из клети с валками с различным диаметром бочек затрудняет их задачу в последующую клеть и моталку.
Насечка валка меньшего диаметра до шероховатости, превышающей шероховатость парного валка, позволяет за счет увеличения на нем коэффициента трения скомпенсировать асимметрию прокатки, обусловленную разницей диаметров в паре валков. Это приводит к выравниванию нагрузки на линию главного привода валков. В то же самое время рост опережения на валке с большей шероховатостью поверхности уменьшает изгиб передних концов полос.
<mrow><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>м</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msub><mi>D</mi><mi>Б</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>D</mi><mi>М</mi></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>б</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Наиболее полная компенсация асимметрии деформации, обусловленной разницей диаметров в паре валков асимметрией шероховатости их бочек, как показали эксперименты, достигается при выполнении соотношения
. Указанное соотношение получено для валков с номинальным диаметром бочек 400-600 мм.
Экспериментально установлено, что при k менее 2 не достигается компенсации разницы диаметра валков: нагрузка на приводную линию валка с большим диаметром остается выше, чем на приводную линию парного с ним валка. В случае, когда k превышает 4, имеет место перекомпенсация: нагрузка на приводную линию валка с большим диаметром становится ниже, чем на приводную линию валка с меньшим диаметром. В обоих случаях возрастает контактное скольжение металла по поверхности валков и увеличивается их износ.
Примеры реализации способа
М
Б
Пару рабочих валков стана кварто 1700 холодной прокатки подвергают шлифованию с помощью абразивного круга до полного удаления следов износа и накопленных повреждений. После шлифования диаметр бочки верхнего валка составил D=500 мм, диаметр бочки нижнего валка составил D=490 мм.
Шлифованные рабочие валки подвергают насечке, что позволяет лучше удерживать полосу на линии прокатки и исключить сваривание витков рулонов при последующем рекристаллизационном отжиге.
Б
а
М
а
а
Бочку верхнего рабочего валка с большим диаметром D насекают с помощью электроразрядного текстурирования до шероховатости R(б)=1,80 мкм. Бочку нижнего рабочего валка меньшего диаметра D насекают до шероховатости R(м), превышающей шероховатость R(б) парного с ним верхнего валка, и составляющей:
<mrow><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>м</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msub><mi>D</mi><mi>Б</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>D</mi><mi>М</mi></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>б</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mn>3</mn><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><mn>500</mn></mrow><mrow><mn>490</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>1,80</mn><mo>=</mo><mn>5,51</mn><mtext> </mtext><mi>м</mi><mi>к</mi><mi>м</mi><mo>.</mo></mrow>
Пару насеченных валков заваливают в 4-ю клеть непрерывного стана с индивидуальным электроприводом рабочих валков и осуществляют холодную прокатку полос сечением 0,7×1500 мм из стали марки 08пс.
а
а
в
н
в
н
Благодаря тому, что нижний рабочий валок с меньшим диаметром бочки имеет шероховатость R(м)=5,51 мкм, превышающую шероховатость бочки верхнего валка R(б)=1,80 мкм, передние концы полос выходят из клети без изгибов, а моменты привода на верхнем М и нижнем М рабочих валках равны и составляют: М=М=2,4 т·м. Использование верхнего и нижнего рабочих валков без дополнительного шлифования с целью выравнивания диаметров их бочек обеспечивает снижение удельного расхода валков до величины q=1,2 кг/т (килограммов списанных валков на тонну произведенного проката). Равномерная нагрузка по моменту прокатки линий привода верхнего и нижнего рабочих валков удлиняет срок эксплуатации механического оборудования.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности представлены в таблице.
Таблица
Режимы эксплуатации валков и их эффективность
№
Изгиб передних концов
q,
варианта
k
М<sub>в</sub>/М<sub>н</sub>
кг/т
1
5
0,65
присутств.
3,3
2
2
1,0
отсутств.
1,2
3
3
1,0
отсутств.
1,2
4
4
1,0
отсутств.
1,2
5
1
1,35
присутств.
3,2
6 [2]
--
1,0
отсутств.
3,3
Из данных, представленных в таблице, следует, что в случае реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение расхода валков при равномерной нагрузке по моменту прокатки линии главного привода, изгиб передних концов полос на выходе из клети не происходит. В случае запредельных значений k (варианты №1 и №5) возрастает расход валков и неравномерность нагрузки главного привода, присутствует изгиб передних концов полос. При реализации ближайшего аналога [2] с дополнительным шлифованием валка большего диаметра до диаметра парного с ним валка (вариант 6) расход валков также возрастает.
<mrow><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>м</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msub><mi>D</mi><mi>Б</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>D</mi><mi>М</mi></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>R</mi><mi>а</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>б</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что насечка валка с меньшим диаметром до шероховатости, большей, чем у валка с большим диаметром, а также выполнение предложенного соотношения шероховатости валков
, позволяет исключить необходимость дополнительного шлифования валка с большим диаметром, уменьшить трудозатраты на шлифование, сократить расход валков.
В процессе испытания предложенного способа был обнаружен побочный положительный эффект, который выразился в снижении энергозатрат на прокатку в клети с валками неравного диаметра и шероховатости их бочек на 10-12%.
В качестве базового объекта принят ближайший аналог. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаного листового проката на 3-5%.
Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:
1. Л.И. Боровик, А.И. Добронравов "Технология подготовки и эксплуатации валков тонколистовых станов" М. Металлургия, 1984 г. с.50-55.
2. Патент РФ №2187393, МПК В21В 28/02, 2002 г.