СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАБОЧИХ ВАЛКОВ
METHOD OF WORKING ROLLS OPERATION

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к эксплуатации рабочих валков клетей кварто, и может быть использовано в непрерывной группе клетей широкополосного стана горячей прокатки.
Известен способ эксплуатации рабочего валка непрерывного листопрокатного стана кварто. Способ включает чередование работы валка в клети с перешлифовками. Эксплуатацию валка начинают в последней клети стана. 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 в процессе прокатки происходит повышенный износ бочки рабочего валка. Это приводит к снижению его стойкости и ухудшению качества прокатываемых полос. Кроме того, изношенный рабочий валок при взаимодействии со смежным опорным более интенсивно изнашивает его бочку.
Известен также способ эксплуатации рабочего валка стана листовой горячей прокатки, включающий его работу 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 и качество горячекатаных листов. Эксплуатация рабочего валка с повышенным износом в клети кварто увеличивает износ контактирующего с ним опорного валка.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации рабочих валков клетей кварто непрерывной группы широкополосного стана, включающий их ввод в эксплуатацию в последнюю клеть, чередование работы в этой клети с перешлифовками и последующую перестановку по клетям против хода прокатки по мере снижения диаметра бочек [3].
Недостатки известного способа состоят в следующем. В процессе эксплуатации рабочего валка в последней клети стана происходит интенсивный износ его бочки на участке контакта с полосой, что требует съема повышенной толщины при перешлифовках. Это снижает стойкость рабочего валка и допустимое количество его кампаний в последней клети стана. Кроме того, рабочие валки последней клети оказывают наибольшее влияние на точность, плоскостность полос и наличие поверхностных дефектов. Поэтому низкая стойкость рабочих валков отрицательно сказывается на качестве полос.
В клети кварто опорные валки изнашиваются в результате контактного взаимодействия с рабочими валками. Поэтому повышенный износ рабочих валков в известном способе увеличивает скорость износа опорных валков и снижает их стойкость.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении стойкости рабочих и опорных валков и качества полос.
Для решения поставленной технической задачи в известном способе эксплуатации рабочих валков клетей кварто непрерывной группы широкополосного стана, включающем чередование работы валков в клети с перешлифовками и последующую перестановку по мере снижения диаметра бочек по клетям против хода прокатки, начиная с последней клети, согласно предложению в последнюю клеть устанавливают рабочие валки, диаметр которых превышает номинальное значение на 2-7%, при этом эксплуатацию в этой клети ведут до снижения диаметра бочек до номинального значения и при относительном обжатии полосы, не превышающем 18%.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Поскольку окончательное формирование качества горячекатаных полос происходит в последней клети непрерывной чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки, эксплуатацию новых рабочих валков начинают именно в этой клети. Увеличение диаметров бочек рабочих валков сверх номинального на 2-7% при относительном обжатии полосы в клети, не превышающем 18%, практически не оказывает влияния на энергосиловые параметры прокатки, но приводит к уменьшению прогиба валковой системы, снижению поперечной разнотолщинности полосы, пропорциональному снижению числа оборотов рабочих валков и их износа. Это способствует повышению качества горячекатаных полос. Увеличение диаметра бочек также увеличивает допустимое количество перешлифовок на рабочий валок.
Снижение износа рабочих валков при прочих равных условиях приводит к снижению износа опорных валков: контактные межвалковые нагрузки распределяются по длине бочки более равномерно, разность линейных скоростей вдоль изношенной образующей рабочего валка снижается.
После того, как диаметр рабочих валков, эксплуатируемых в последней клети непрерывной группы, будет снижен до номинального, рабочие валки переставляют в предыдущую клеть. При номинальном значении диаметров бочек (и последующем снижении диаметра менее номинального) обжатия могут быть повышены до 30-40%, а количество допустимых перешлифовок увеличено на 10-15%.
Дальнейшую эксплуатацию валков ведут также, как и по способу-прототипу, перемещая валки по мере снижения диаметров бочек до первой клети непрерывной группы, при сохранении оптимального распределения обжатий по клетям.
Увеличение диаметров бочек рабочих валков сверх номинального менее 2% нерационально, т.к. повышение стоимости рабочего валка вследствие увеличения его массы не компенсируется прибылью от повышения стойкости валков и качества полос. Увеличение диаметров бочек рабочих валков сверх номинального более 7% приведет к увеличению длины очага деформации, усилий и моментов прокатки, которые превысят допустимые значения. Помимо этого такое увеличение диаметров бочек рабочих валков увеличит углы отклонения шпинделей главного привода от горизонтали, что сократит срок их службы.
Экспериментально установлено, что в случае эксплуатации рабочих валков с диаметром бочки более номинального на 2-7%, при относительном обжатии более 18% возрастает силовая нагрузка на валки последней клети, увеличивается прогиб валковой системы, растет поперечная разнотолщинность и неплоскостность прокатываемых полос. Помимо этого увеличение давления на рабочие валки увеличивает их износ и износ опорных валков, что дополнительно сокращает срок их службы и ухудшает качество прокатываемых полос.
Примеры реализации способа
н
Широкополосный стан 2000 имеет 7-клетевую непрерывную чистовую группу клетей кварто с номинальным диаметром бочек чугунных рабочих валков D=800 мм.
p
н
7
Пару новых рабочих валков с диаметром бочек D=840 мм, что на величину ΔD=5% превышает номинальный диаметр валков D, заваливают в 7-ю клеть чистовой группы и производят горячую прокатку полос толщиной 0,8 мм с относительным обжатием в этой клети ε=12%.
p
р
н
7
7
После прокатки 4000 т металла изношенные рабочие валки вываливают из 7-й клети стана и производят их шлифование со снятием с поверхности бочки слоя толщиной 1,0 мм (до диаметра D=838 мм), профилируют и вновь заваливают в 7-ю клеть. Эксплуатацию рабочих валков в 7-й клети непрерывной чистовой группы ведут до тех пор, пока диаметр рабочих валков в результате их износа и перешлифовок не снизится до значения D=D=800 мм. Относительное обжатие полос ε при прокатке во всех случаях поддерживают равным ε=12%.
р
н
p
По достижению рабочими валками номинального диаметра D=D=800 мм их переводят в 6-ю клеть непрерывной группы, затем в 5-ю, и завершают их эксплуатацию в 1-й клети при диаметре бочки D=760 мм.
7
Благодаря использованию в последней клети непрерывного широкополосного стана 2000 рабочих валков с диаметром бочек, превышающим номинальное значение на 5%, и при относительном обжатии в этой клети ε=12% обеспечивается повышение стойкости рабочих и опорных валков и качества полос.
Варианты реализации предложенного способа эксплуатации рабочих валков и показатели их эффективности приведены в таблице.
Таблица
Режимы эксплуатации рабочих валков и показатели их эффективности
№ п/п
ΔD, %
ε<sub>7</sub>, %
Q<sub>p</sub>, кг/т
Q<sub>оп</sub>, кг/т
S, %
1.
1
11
1,105
0,310
95,2
2.
2
12
1,081
0,247
99,8
3.
3
16
1,080
0,243
99,9
4.
7
18
1,081
0,246
99,8
5.
8
19
1,102
0,306
95,1
6.
0
20
1,124
0,311
94,2
p
оп
Из данных, приведенных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается повышение стойкости рабочих и опорных валков и качества полос: удельный расход рабочих валков Q=1,080-1,081 кг на тонну проката, удельный расход опорных валков Q=0,243-0,247 кг на тонну проката, выход кондиционного проката S=99,8-99,9%.
p
оп
В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №3), а также реализации способа-прототипа (вариант №6) стойкость рабочих и опорных валков снижается, о чем свидетельствует увеличение Q и Q, ухудшается качество прокатываемых полос.
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что начало эксплуатации рабочих валков с диаметром, на 2-7% превышающим номинальный диаметр рабочих валков в последней клети непрерывной чистовой группы, при относительном обжатии в этой клети, не превышающем 18%, с чередованием работы в этой клети с перешлифовками до достижения валками диаметра, равного номинальному, и последующая перестановка по клетям против хода прокатки по мере снижения диаметра бочек обеспечивают повышение стойкости рабочих и опорных валков и качества полос.
За базовый объект принят способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение уровня рентабельности производства холоднокатаной листовой стали на 3-4%.
Литературные источники
1. Полухин П.И. и др. Тонколистовая прокатка и служба валков. - М.: Металлургия, 1967, с.284 и 285.
2. Авторское свидетельство СССР №1342549, МПК В21В 28/02, 1987.
3. Патент РФ №2124956, МПК 6 В21В 28/02, 1999.